chris hocknell - bsc quantity surveying dissertation 2010

61

Upload: chrishock

Post on 11-Mar-2015

723 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010
Page 2: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

SOLID WALL HOUSING: PUSHING THE ENVELOPE 

 

 

 

 

 

 

 

BY 

CHRIS HOCKNELL 

 

 

 

 

 

 

 

 

Submitted in partial fulfilment  of the requirements for the degree BSc (Hons) Quantity Surveying 

 Leeds Metropolitan University 

April 2010

Page 3: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Abstract 

The UK has committed to reducing carbon dioxide (CO2) emissions by 80% by 2050 compared to 1990 levels.  UK housing currently accounts for 27% of all UK emissions and estimates state that  86%  of  existing  housing will  still  be  standing  by  2050.   Of  the  22.19 million  homes  in England, 20.2 million would benefit from cost effective refurbishment measures to make them more  energy  efficient  and  therefore  reduce  their  CO2  emissions.    However,  there  are  6.6 million solid wall dwellings that cannot incorporate cost‐effective energy efficiency measures.  These are categorised as Hard to Treat dwellings. 

The aim of this dissertation was to address this problem and evaluate the specified solution of refurbishing the building envelope and heating system  in order to ascertain whether an 80% reduction in CO2 emissions can be feasibly and cost‐effectively achieved in solid wall housing.  The study was based on two refurbishment case studies that achieved significant reductions in their  carbon  emissions.    It  involved  a  quantitative  analysis  of  the  energy  consumption  of dwellings  through  the use of  the domestic energy model DEMScot.   The energy model was utilised  to  substantiate  the  claims  of  the  two  case  studies  and  to  simulate  incremental improvements to investigate an optimum point of refurbishment.   

The work builds on previous reports and studies that  identify refurbishment as the solution, but  have  not  overcome  the  barriers  to  its  implementation.    It  also  considers  some  of  the further barriers to refurbishments, such as the currently limited uptake rate of refurbishment measures,  the  disruption  caused  to  occupants  and  items  other  than  those  included  in  SAP analyses.  Solutions were specified for each of these barriers.   

The main findings were; firstly, the case studies are applicable to other dwellings and with the utilisation  of  innovative materials,  reductions  of  up  to  70%  in  CO2  emissions  are  possible.  Secondly,  for both dwellings  there was a point where  the cost  to carbon saving relationship deteriorated and only minor carbon savings were achieved for high costs.  Thirdly, the cost of refurbishment  could  be  reduced  by  developing  a mass market,  either  by  encouraging  the occupants  that  are  willing  to  pay  or  by  targeting  homes  in  fuel  poverty.    Finally,  an amendment of policy and Building Regulations could increase the currently low uptake rate of refurbishment measures, by ensuring that opportunities to carry out work are maximised and that inefficient appliances are removed from the market. 

The conclusion drawn from this study was that solid wall housing can contribute significantly to  the  80%  reduction  target.    The  evidence  suggests  that  providing  home  owners  accept refurbishment,  reductions  of  up  to  53%  could  be  made  for  minimal  costs.    However, refurbishment of solid wall housing must be supplemented by other means to achieve an 80% reduction in CO2 emissions. 

Following  the  findings,  one  of  the  key  recommendations  was  that  an  appropriate  body develops a method for maximising value in refurbishment, therefore ensuring that high carbon savings are delivered for optimum costs.  Furthermore, the government should swiftly amend current policy in order to maximise refurbishment opportunities and focus on encouraging the public  to accept energy efficiency works.   Finally, comprehensive research should be carried out  that  investigates  how  and  to what  extent,  solid wall  housing  can  be  supplemented  by other means in order to develop an overall strategy for dealing with solid wall dwellings. 

 

Page 4: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Acknowledgements 

I would  like  to  thank  the many  people who  have  assisted me  during  this  dissertation  and 

throughout my studies.   Firstly, thank you to my dissertation tutor Robert Hayes for his time 

and guidance.  Secondly, I am extremely grateful for the support and encouragement given to 

me by Judith and Steve Hocknell throughout my studies.   Finally, I would  like to thank Sandy 

Cowling  for  her  valuable  opinion  and  Katherine  Cowling  for  her  endless  encouragement 

throughout my time at university. 

I would also like to express my gratitude to the people at United House who provided me with 

the research data, and the individuals I contacted throughout the research that endeavoured 

to assist me.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ii 

Page 5: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Contents 

Abstract                      i 

Acknowledgements                    ii 

Contents                      iii 

List of tables and figures                  v 

Abbreviations                      vi 

Chapter one: introduction                  1 

Problem specification                 1 

Literature review                  2 

Methodology                    5 

Chapter two: the UK housing stock                9 

Climate change                  9 

Dwelling emissions                  9 

Chapter three: improvement case studies              12 

Aubert Park                    12 

Midmoor Road                  19 

Chapter four: DEMScot, Scotland’s domestic energy model        24 

DEMScot configuration                24 

DEMScot and SAP outputs ‐ Aubert Park            26 

DEMScot and SAP outputs ‐ Midmoor Road            28 

Evaluation of the model’s outputs              29 

The Ecogen unit                  31 

Chapter five: cost, Value Carbon and other limitations          33 

iii 

Page 6: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Total cost and value                  33 

Value Carbon ‐ Aubert Park                34 

Value Carbon ‐ Midmoor Road              36 

Optimum refurbishment                 39 

The willingness‐to‐pay and reducing costs            40 

Solid wall insulation                  41 

Occupant disruption and occurring opportunities          43 

Items other than those included in the Standard Assessment Procedure     43 

Evaluation of key barriers                 44 

Chapter seven: conclusion and recommendations            46 

Conclusion                    46 

Recommendations                  48 

Bibliography                      49 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

iv 

Page 7: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

List of tables and figures 

Table  Title                      Page 

1   Average SAP, CO2 and percentage of English housing by construction date   10 

2  Aubert Park improvement measures             13 

3  Midmoor Road improvement measures            20 

4  Aubert Park before refurbishment, SAP and DEMScot outputs      27 

5  Aubert Park after refurbishment, SAP and DEMScot outputs      28 

6  Midmoor Road before refurbishment, SAP and DEMScot outputs      28 

7  Midmoor Road after refurbishment, SAP and DEMScot outputs      29 

8  Aubert Park refurbishment measures, Value Carbon        34 

9  Aubert Park incremental improvements            35 

10  Midmoor Road refurbishment measures, Value Carbon        36 

11  Midmoor Road incremental improvements            37 

Figure  Title                      Page 

1  Cross section of Spacetherm Aerogel insulation board        16 

2  Aubert Park Value Carbon Analysis graph            35 

3  Midmoor Road Value Carbon Analysis graph           38 

 

 

 

 v 

Page 8: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Abbreviations 

BRE  –  Building Research Establishment 

CHP  –  Combined heat and power 

CO2  –  Carbon dioxide 

DCLG  –  Department of Communities and Local Government 

EST  –  Energy Saving Trust 

HTT  –  Hard to treat 

IPCC   ‐  Intergovernmental Panel on Climate Change 

kWh  –  Kilowatt Hour 

Pa   –  Per annum 

SAP  –  Standard assessment procedure 

 

 

vi 

Page 9: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Chapter one: introduction 

Problem specification 

The UK has committed  to  reducing carbon dioxide  (CO2) emissions by 34% by 2020, and by 

80% by 2050 compared to 1990 levels (OPSI, 2010).  UK housing currently accounts for 27% of 

all UK emissions and  it  is estimated that 86% of that existing  in 1996 will still be standing by 

2050 (Boardman, et al., 2005).  From these statistics, it is clear that the existing housing stock 

presents a substantial obstacle to achieving the UK Government’s emission reduction targets. 

The English House Condition Survey 2007 (DCLG, 2009) stated that of the 22.19 million homes 

in  England,  20.2 million  would  benefit  from  improvement measures  to make  them more 

energy  efficient.    However  there  is  a  certain  sector  that  is  problematic.  This  is  those 

categorised as Hard  to Treat  (HTT) dwellings.   A HTT dwelling  is defined  as  a dwelling  that 

cannot  incorporate  token  or  cost‐effective  energy  efficiency measures,  such  as  insulating 

currently  un‐insulated  or  poorly  insulated  cavity  walls  or  lofts.    Four  categories  of  HTT 

dwellings  have  been  identified  by  the  Building  Research  Establishment  (BRE):  solid  wall 

dwellings, dwellings  that are off  the gas network, dwellings with no  loft space and high  rise 

flats.   Older dwellings are more  likely to be HTT, 65% of the HTT stock was built before 1945 

(BRE, 2008a).  Dwellings built before this time are predominantly of solid wall construction as 

cavity wall construction only became increasingly common after 1930 (EST, 2006c). 

There are 9.2 million dwellings in England alone that can be considered HTT, comprising 43% 

of the total stock (BRE, 2008a).  Solid wall dwellings make up the biggest proportion with 6.6 

million dwellings.   There  is  still no strategy  for dealing with HTT homes and  there  is a clear 

divergence of opinion regarding the ability of the HTT housing stock to contribute to the 80% 

emission reduction target.  Recent reports suggest that greatly increasing demolition levels of 

inefficient dwellings and  replacing  them with efficient new builds would offset  the CO2  that 

would have been  generated by  these  inefficient dwellings  (Boardman, et  al., 2005).   Other 

reports have suggested that a nationwide refurbishment programme must be implemented, in 

the form of building envelope renovation and in applicable cases, the installation of renewable 

energy generation technologies (Immendoerfer, et al., 2008).  These conflicting solutions have 

resulted  in disagreements between  various organisations.   Because of  the  restraints of  this 

dissertation, the focus will be on refurbishment of the building envelope and heating systems 

in solid wall dwellings.  Renewable energy generation technologies will not be included as they 

Page 10: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

are site specific  (Mackay, 2009) and would require an extensive study of the geography and 

environment of the specific housing site, which is beyond the remit of this dissertation. 

The  key  to  a  dwelling  being  energy  efficient  is  the  thermal  performance  of  the  building 

envelope, coupled with an efficient energy source (Green Building Press, 2006).  In the context 

of solid wall housing, refurbishment to  improve the energy efficiency of the envelope would 

take the form of external or internal wall insulation, insulation to the ground floor and loft (if 

possible),  replacement  of windows  and  external  doors  and  draught  proofing  (EST,  2006c).  

These solutions would drastically improve the energy efficiency of the dwelling and therefore 

significantly  reduce  its  CO2  emissions  (EST,  2006c).    However,  they  are  not  without  their 

drawbacks.    Insulating a solid wall externally, using a render or cladding system  is expensive 

and  alters  the  dwelling’s  appearance  (Immendoerfer,  et  al.,  2008).    Alternatively,  internal 

insulation  is generally cheaper  than external  insulation, but disrupts  the occupants,  reduces 

internal room sizes, increases the risk of thermal bridges and loses thermal mass benefits from 

the solid wall (Immendoerfer, et al., 2008).  Ground floor and loft insulation is only feasible in 

certain solid wall dwellings.   Replacement of windows and doors  is expensive so offers  little 

payback  to  the  home  owner,  and may  not  be  possible  in  some  areas  with  conservation 

interests.   Draft proofing  is generally cheap and effective, but  it can be difficult to access air 

leakage points (EST, 2006c).  Furthermore, the estimated installation costs of these measures 

can vary  considerably, which  leads  to difficulty when  trying  to assess  the  cost‐effectiveness 

and feasibility of these measures.    If an 80% reduction  in CO2 emissions  is to be achieved by 

2050 the solid wall housing stock must be addressed and an appropriate solution specified. 

The aim of this dissertation therefore, is to evaluate the proposed solution of refurbishing the 

building  envelope  and  heating  system.    It will  ascertain whether  an  80%  reduction  in  CO2 

emissions can be feasibly and cost‐effectively achieved in solid wall housing. 

Literature review 

A  sizable  amount  of  literature  has  been  generated  in  recent  years  regarding  solid  wall 

dwellings.   The  literature focuses on three main research methods which have examined the 

potential of solid wall housing and the merit given to  its preservation.   These are: the use of 

computer  modelling  software,  case  study  analyses  and  consultations  with  specialists.  

Literature covering all these approaches will be appraised in this review.   

Page 11: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

All sources examine the case for refurbishment, but there is a range of opinion as to the best 

solutions.  The majority of reports that recommend strategies for solid wall housing have used 

The English House Condition Survey (DCLG, 2009) as a data base.  The English House Condition 

Survey is the largest and most comprehensive data source with regards to the demography of 

the UK housing stock; it details the quantities and condition of over 22 million dwellings.  The 

limitation of  this data  is  that surveys are not conducted  for every home  in  the country;  the 

quantities are derived from large sample surveys.  As a result, there will inevitably be a small 

margin of error in the data.   

The primary source that highlights the inadequacy of solid wall housing is The Environmental 

Change Institute.  This is demonstrated by the extensive report; 40% House (Boardman, et al., 

2005).  This work describes transforming the existing housing stock as an enormous challenge 

in terms of scale and cost, and states that there are limits to the improvements a building can 

incorporate.   As a result, the proposed strategy to achieve 80% emission reductions specifies 

demolishing 3.2 million of the worst houses  i.e. solid wall dwellings and replacing them with 

efficient new builds.   Refurbishment  is  included  in  the  strategy, but only  for newer houses 

with superior building fabric performance.   The report was carried out by the Environmental 

Change Institute in collaboration with a number of universities and was funded by the Tyndall 

Centre  for Climate Change Research.    The  shortcomings of  this  report  are  that  it does not 

calculate the additional CO2 emissions generated by demolition and replacement new builds, 

and no detailed analysis of the solid wall housing stock to accept refurbishment measures  is 

included  in the report.   This  is essential when considering  the  trade‐off between demolition 

and refurbishment. 

The BRE report; Reducing carbon emissions from the UK housing stock (Shorrock, et al., 2005) 

provides a credible examination of the potential of solid wall housing.   The report estimates 

the  potential  CO2  savings  of  refurbishment measures  and  their  cost‐effectiveness  by  using 

energy modelling  software.    It  also models  future  emission  scenarios  and  concludes  that 

insulative  measures  alone  will  not  achieve  the  original  UK  Government  target  of  a  60% 

reduction.    A  significant  take‐up  of  emerging  technologies  is  also  required.    The  report 

estimates  future  uptake  rates  for  refurbishment  measures  by  using  historic  trends.    It 

concludes that refurbishment measures will require an unprecedented uptake rate in order to 

achieve 60%.  Although this is a very important issue, the report does not examine this further.  

An  examination  of  how  to  increase  uptake  rates  is  essential  having  established  such  a 

Page 12: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

significant limitation.  As with all future forecasts there is inevitably much scope for divergence 

and the report acknowledges this.  The report also lacks conclusiveness because high and low 

capital costs are used to represent outright purchase costs and marginal costs.  The result is a 

large variance in what is actually deemed to be cost‐effective  

Another  study  using  energy  modelling  software  was  conducted  in  the  report  Thermal 

Improvement  of  Existing Dwellings  (Clarke,  et  al.,  2005).    The  report  includes  an  extensive 

breakdown of  the Scottish housing  stock and  features  test  studies of  improvements  to  two 

solid wall dwellings.  The software was used to estimate the total CO2 reductions for a specific 

dwelling type and was applied to the rest of that house type and ultimately the entire Scottish 

housing  stock.    The  conclusion was  that  a  50%  reduction  in CO2  emissions  and  energy use 

would  be  possible.    The  strength  of  this  work  lies  in  the  comprehensive  analysis  of  the 

dwellings’ construction, which  leads to seemingly robust results; providing that the software 

used  is accurate.   The  limitation of this work  is that the energy reduction figures stated may 

not  necessarily  translate  to  English  houses,  because  of  the  difference  in  climate  between 

Scotland and England (Met Office, 2010). 

The previous reports have taken an academic perspective when evaluating refurbishment of 

the solid wall housing stock.  An additional method of research is beneficial (Knight, Ruddock, 

2008) as  it will provide a more robust appraisal of the potential of solid wall housing.   As an 

alternative  to  the  theoretical  framework used by  the previous sources, Evidence on  tackling 

Hard to treat properties (Roaf, et al., 2008) is of particular use as it tackles solid wall housing in 

a practical manner.   It  includes case studies, which are of significant value, as they represent 

actual examples of  refurbishment projects  as opposed  to hypothetical  scenarios.    The  case 

studies in this report demonstrate that substantial CO2 savings are available; however, certain 

improvement measures are expensive so the payback period for the owner can be significant.  

The work was produced  for the Scottish Government by Heriot Watt University and SISTech 

Ltd which  is  a  not‐for‐profit  research  institute.    As with  Thermal  Improvement  of  Existing 

Dwellings the limitation of this work is that it was modelled around Scottish housing so energy 

consumption  and  therefore  the  associated  savings may  be  higher  than  possible  in  English 

dwellings. 

With  the exception of work produced by  the  Environmental Change  Institute,  the previous 

sources  have  demonstrated  reasonable  confidence  in  solid  wall  housing  contributing  to 

Page 13: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

significant  reductions.   However, all have  fallen  short of 80%.   The primary problem  stated 

throughout all the  literature  is uncertainty regarding the cost‐effectiveness of refurbishment 

measures,  and  subsequently  the  feasibility  of  implementing  a  UK  wide  refurbishment 

programme.    This  is  further  highlighted  by  Affordable  Warmth  in  Hard  to  Heat  Homes: 

Progress  report  (Pett,  2004).    This  report  is mostly  concerned with  Fuel  Poverty, which  is 

predominantly caused by excessive heating costs because of poor performance of the building 

fabric in solid wall homes (Pett, 2004).  The report conducts a consultation with a wide variety 

of  experts  and  itemises  the  key  barriers  to  treating  solid  wall  homes  and  consequently 

alleviating  Fuel  Poverty.    The  most  significant  barriers  are:  the  cost  of  solutions,  lack  of 

dedicated  government  funds  and  the  awareness  and  disruption  of  homeowners  and 

occupiers. 

The  literature  reviewed  indicates  that  for  the  most  part  it  is  possible  to  decrease  CO2 

emissions by refurbishing solid wall housing.  However, the most consistently stated problems 

are  the  cost‐effectiveness  of  refurbishment measures  and  the  feasibility  of  applying  these 

measures to the entire solid wall housing stock.  Problems such as disruption to the occupants 

and the lack of government funds have also been specified, although to a lesser extent.   

It  is  these  problems  that  have  so  far  dictated  the  role  that  solid wall  housing  can  play  in 

reducing CO2 emissions by 80%, and it is these problems that will ultimately decide the fate of 

solid wall housing.  This dissertation will explore these highlighted issues in greater depth.  It 

will  also  incorporate  consideration  of  some  new  and  generally  untested  technologies  that 

could offer a great step toward the 80% target.  It must be noted that this dissertation will not 

engage in the demolition versus refurbishment debate; it will aim to build on previous reports 

and studies that identify refurbishment as the solution, but have not overcome the barriers to 

its implementation.  It will attempt to surmount the current barriers of high expense for little 

carbon saving, and will consider solutions to increasing the uptake of refurbishment measures, 

in order to determine what  is required to achieve 80% emission reductions so to answer the 

question; what role can solid wall housing feasibly play in reducing CO2 emissions by 80%? 

Methodology 

This dissertation will aim  to answer  the question,  ‘What  role can  solid wall housing  feasibly 

play  in reducing CO2 emissions by 80%?’   This question has been addressed by drawing from 

the  theoretical  frameworks  of  Quantity  Surveying  and  Building  Surveying.    It  involved  a 

Page 14: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

quantitative  analysis  of  the  energy  consumption  of  dwellings,  i.e.  how  refurbishment 

measures would affect the energy efficiency of dwellings and how the value of these measures 

could be improved by lowering costs.  The answer to this question was investigated through a 

number of research methods.  Modelling was employed by using an energy model in order to 

substantiate  the  claims of existing  case  studies,  and  to  simulate  the different  contributions 

that solid wall housing could make to the Government’s reduction targets.   There was also a 

strong  element of problem  solving  as  it was necessary  to  consider  systematically  the main 

barriers to  implementing refurbishment of solid wall housing and specify solutions based on 

the  simulation  outputs  and  existing  secondary  research  in  the  form  of  academic  reports, 

surveys and technical literature.   

The  research  starts with chapter  two:  the UK housing  stock.   This  involves  investigating  the 

amount of CO2 emissions that HTT housing currently contributes and the reductions that could 

be  achieved by  the  improvement measures  currently  considered  to be  cost‐effective.    This 

provides a basis of comparison which  is required  to place solid wall housing  in context with 

the rest of the housing stock. 

Chapter three: improvement case studies, details the refurbishment case studies on which the 

research is based.  The case study method is particularly suited when testing a unique case or 

concept, so is appropriate in this circumstance (Yin, 2003).  All the measures that were applied 

in the refurbishments were examined  individually  in order to determine how replicable they 

are to other dwellings of that type.   Additionally, underlying assumptions were specified and 

justified.  The  case  studies  used  were  secondary  data.    The  use  of  secondary  data  was 

appropriate,  as  it  provided  a  detailed  in‐depth  analysis  of  the  problem  (Naoum,  2009).  

Furthermore,  the  data was  generated  and  quality  controlled  by  reliable  sources;  it would 

make sense to utilise this data (Baxter, et al., 2006). 

The weakness of  case  study based  research  is  that  the  results of  such  investigations will  to 

some extent  always be  treated with a degree of  circumspection because  they  rely on data 

from a single case.  It may be questionable how they can be generalised to other cases (Knight, 

Ruddock,  2008).    Consequently  the  relationships  demonstrated  can  only  be  discussed 

intellectually, as opposed to statistically when the sample is large (Naoum, 2009).  However, in 

order to limit the degree of circumspection and therefore promote a good theoretical starting 

point  i.e.  if  solid wall  housing  can  effectively  be  refurbished  to  achieve  CO2  reductions,  a 

Page 15: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

theory  can  be  corroborated  by  repeatedly  testing  it,  and  finding  that  it  is  valid  for  a  large 

number  of  cases  (Knight,  Ruddock,  2008).    Clearly,  repeatedly  renovating  dwellings  to 

establish whether  they  can  be  effectively  refurbished would  not  be  practical  or  financially 

viable.   Consequently  a  legitimate  alternative  is  to  use  simulation  of  a  case,  or  concept  to 

validate theoretical predictions, where experimentation on the system under study would be 

prohibitively expensive (Fellows, Liu, 2003).   

The model chosen to simulate and confirm the results of the refurbishments was the domestic 

energy model DEMScot which  is  introduced  in  chapter  four DEMScot:  Scotland’s  domestic 

energy  model.    The  DEMScot  model  substantiates  the  assertion  that  the  refurbishment 

measures  achieved  the  stated  reductions, which  achieves  objective  evaluation  of  the  data 

(Fellows, Liu, 2003).  Furthermore, using DEMScot to simulate the refurbishments provided an 

opportunity to verify the model’s outputs with reality (Fellows, Liu, 2003).  This was essential 

to  provide  confidence  in  the model.    This  chapter  consists  of  a  critique  of  the  BREDEM 

methodology  and  details  the  information  and  parameters  that were  applied  to  the model.  

The CO2 reductions stated by the DEMScot model are also presented  in comparison with the 

original stated reductions in order to establish the differences that occur. 

The cost of refurbishing dwellings was then considered in chapter five; cost, Value Carbon and 

other limitations.  The DEMScot model was also utilised as a tool to investigate the concept of 

diminishing  returns  and  an  optimum  level  of  refurbishment.    This  investigation  was 

experimental  and  quantitative  in  nature.    An  experiment  is  a  situation  in  which  an 

independent variable is carefully manipulated by the investigator under known, tightly defined 

and  controlled  conditions,  with  respect  to  a  control  point  (Baxter,  et  al.,  2006).    The 

refurbishment measures were the independent variable in this scenario and the CO2 emissions 

were the dependent variable.  The control point was the dwelling before refurbishment.  This 

method was the most suitable as a quantitative experiment is the only research design which 

can in principle, yield causal relationships (Baxter, et al., 2006).  Additional consideration was 

also  given  to  reducing  costs,  as  cost  is  seen  as one of  the most  substantial barriers  to  the 

implementation  of  refurbishment  programmes.    This  chapter  also  targets  some  of  the 

additional barriers  associated with  refurbishment.    Solutions  to  these barriers were  sought 

from  existing  secondary  research  such  as  academic  reports  and  surveys.    Consideration  of 

further barriers was required as there are factors other than cost and technicality that affects 

the feasibility of solid wall housing to contribute to the 80% emission reduction target.   7 

Page 16: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Following this, the final chapter: conclusion begins with a reflection of the evidence presented 

in  the  previous  chapters.    The  individual  objectives  of  each  chapter were  drawn  upon  to 

provide an overall conclusion  regarding  the  role  that  solid wall housing can play  in  the CO2 

emission  reduction  target  for  2050.    The  study  was  then  completed  by  a  collection  of 

recommendations that were deemed to be beneficial to the role of solid wall housing.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 17: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Chapter two: the UK housing stock 

Climate change 

In 2004, the UK Government’s chief scientific advisor Sir David King stated that climate change 

is  the  most  severe  problem  the  world  faces  today  (King,  2004).    International  scientific 

consensus states that changes to the global climate are taking place primarily because of the 

increasing  levels  of  anthropogenic  greenhouse  gases  (IPCC,  2001).    Greenhouse  gases  are 

produced by burning fossils fuels to produce energy, the single most abundant greenhouse gas 

being  CO2  (Sturges,  2006).    Greenhouse  gases  present  in  the  earth’s  atmosphere  absorb 

outgoing infrared radiation and cause additional heat to be retained in the atmosphere.  This 

greenhouse property of the atmosphere causes the surface of the earth to be warmer than it 

would otherwise be and  causes a  change  in  the global  climate  (IPCC, 2001).    In 2007,  total 

energy use by  the UK  amounted  to 229.4 million  tonnes of oil equivalent.   Of  this energy, 

93.3% was derived from fossil fuels (Office of National Statistics, 2010).   

In order  to mitigate  the effects of climate change,  the UK Climate Change Bill aims  to have 

reduced total CO2 emissions by 80% in 2050.  Currently there has not been a definitive target 

allocated  specifically  to domestic energy; only an approximate  figure of a 15%  reduction  in 

CO2 emissions by 2020 for the total stock has been suggested (DirectGov, 2010).  However, as 

housing currently accounts for 27% of all UK emissions, a significant contribution to the overall 

80% target must be made by improving the energy performance of housing.   

Dwelling emissions 

The  Government’s  Standard  Assessment  Procedure  (SAP)  is  the  tool  used  to monitor  the 

energy efficiency of homes.    It  is based on  a home’s energy  costs per m2 of  floor  area  for 

standard  occupancy  of  a  dwelling  and  a  standard  heating  regime.    It  does  not  incorporate 

geographical  location;  this allows buildings  to be compared with others across  the UK.   The 

energy costs take into account the costs of space and water heating, ventilation and lighting, 

less cost savings from energy generation technologies.  The rating is expressed on a scale of 1‐

100  and  is  presented  in  a  banding  system  of  G  to  A  for  Energy  Performance  Ratings.    A 

dwelling with a rating of 1 (band G) has poor energy efficiency and therefore high costs and a 

dwelling with a rating of 100 (band A) represents zero net energy cost per year. 

Page 18: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Energy performance is strongly related to the age of a dwelling because of the development of 

the Building Regulations (DCLG, 2010).   Approximately 22% of the current housing stock was 

built pre 1919; these dwellings have an average SAP rating of 40 and emit 9.0 tonnes of CO2 a 

year.   This can be compared with post 1990 homes which have an average SAP rating of 65 

and emit 4.5 tonnes of CO2 a year, as demonstrated in table 1. 

   Total CO2 emissions for 

the whole tenure (%) 

% of housing 

stock 

% of housing 

age that is HTT

Average SAP 

Average CO2 

per dwelling (tonnes/pa) 

Total CO2 emissions for the 

whole tenure (million 

tonnes/pa) Pre 1919  40.4  9  43  29%  22%  89%

1919 ‐ 1944  45.5  7.2  27.8  19%  17%  47%1945 ‐ 1964  49.5  6.2  26.9  18%  20%  26%1965 ‐ 1980  52.4  5.7  27.3  19%  22%  27%1981 ‐ 1990  56.6  5.1  9.5  7%  9%  24%Post 1990  64.7  4.5  11.3  8%  11%  19%

                  All tenures  49.8  6.6  145.8  100%  100%  43%Table 1: Average SAP, CO2 and percentage of English housing by construction date (DCLG, 2009) (BRE, 2008b) 

It  is older housing which  is most  likely to be HTT.   Of the 9.2 (43% of total stock) million HTT 

homes  in England, 5.91 million  (65%) were built pre 1945  and  a  further 2.11 million  (22%) 

were built between 1945 and 1975  (BRE, 2008a).   Solid wall dwellings make up  the biggest 

proportion with 6.6 million dwellings (31% of the total stock and 72% of the HTT stock).   Off 

the  gas  network  dwellings make  up  the  next  biggest  proportion with  2.8 million  dwellings 

(13% of the total stock and 30% of the HTT stock).   There are also approximately 1.8 million 

(8%  of  the  total  stock  and  19%  of  the HTT  stock)  dwellings  that  have more  than  one HTT 

characteristic so can be considered particularly problematic  (BRE, 2008a).   Dwellings of solid 

wall construction suffer from high fabric heat loss which leads to high energy consumption. 

It has been established that 20.2 million homes (91% of the total stock) in England could have 

their emissions reduced cost‐effectively by refurbishment measures.  Cost‐effective measures 

alone would benefit 81% of HTT housing and would leave 1.7 million HTT dwellings unable to 

receive any cost‐effective reductions (BRE, 2008a).  Measures that are considered to be cost‐

effective  are;  installation or upgrade of  loft  insulation,  installation of  cavity wall  insulation, 

installation or upgrade of hot water  cylinder  insulation, upgrading  central heating  controls, 

upgrading to a class A condensing boiler, upgrading storage radiators, installation of hot water 

cylinder thermostats and replacement of warm air units where the original units are pre‐1998 

(DCLG, 2009).   

10 

Page 19: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

The greatest scope for improvement is housing built between 1919 and 1980.  This is because 

of the highest numbers of unfilled cavity walls and in which loft insulation top‐ups and heating 

control upgrades  still have high potential.   The  least  scope  for  improvement  is  in  the most 

recently  built  homes  which  already  include  more  efficient  measures  in  their  design  and 

construction so already operate at a higher level of performance.  HTT homes (predominantly 

pre 1919) show relatively modest improvement potential because of the difficulty of applying 

cost‐effective measures.    As  these  dwellings  have  very  high  CO2  emissions  to  begin with, 

reductions of 1.6  tonnes/year;  from 9.0  to 7.4  tonnes/year  are possible on  average  (DCLG, 

2009).    However,  a  HTT  dwelling  emitting  7.4  tonnes/year  post  refurbishment  is  still 

unacceptable given that post 1990 dwellings currently emit 4.5 tonnes/year. 

If all the cost‐effective  improvement measures described previously were fully  implemented, 

CO2 emissions would  fall on average by 1.5  tonnes/year  for every home  (DCLG, 2009).   This 

would  result  in  an estimated  total  saving of 33 million  tonnes of CO2; 22% of  total  English 

housing  stock  emissions  (DCLG,  2009).    The  approximate  cost  of  carrying  out  these 

improvements is £30 billion (2009 prices) which equates to an average expenditure of £1,500 

for each of the 20.2 million homes that would benefit (DCLG, 2009).  Although a 22% reduction 

in emissions  from housing  is  a  considerable  step  towards  the  total overall UK  reduction of 

80%,  it  is  insufficient.    Reductions  which  are  not made  in  housing  will  have  to  be made 

elsewhere in the transport, industry, agriculture and service sectors.  If an 80% reduction from 

the housing sector is to be achieved, measures beyond those currently considered to be cost‐

effective must be implemented.  

 

 

 

 

 

 

 

 11 

Page 20: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Chapter three: improvement case studies 

Cost‐effective  improvement  measures  alone  will  only  achieve  a  22%  CO2  reduction; 

consequently  refurbishment  measures  that  achieve  higher  reductions  are  required.    HTT 

dwellings constitute 43% of the total housing stock and are responsible for emitting over half 

of UK domestic emissions (BRE, 2008b).  In order to establish what emission reductions can be 

achieved by refurbishment of the solid wall stock and the associated cost, two refurbishment 

case studies have been selected for analysis.  The objective of this chapter is to consider each 

of  the  refurbishment measures  individually  and  evaluate  how  replicable  they  are  to  other 

dwellings.   Any assumptions that have been made will also be  identified and  justified.   Both 

projects  have  utilised  similar,  relatively  innovative  materials  and  equipment  to  achieve 

substantial savings. 

Aubert Park 

The  first  solid wall  refurbishment  is  70a Aubert  Park,  Islington,  London.    This  dwelling  is  a 

Victorian  ground  floor  terrace  flat with  13"  and  9"  solid  brick  external walls,  single  glazed 

timber sash windows and a floor area of 47m2.  The property is not in a conservation area but 

was not suitable for external  insulation or replacement double glazed windows.   The project 

participants were United House and BRE.   United house carried out the works and BRE were 

utilised to independently assess the CO2 reduction results using SAP.   

BRE and United House differ in their conclusion of the total CO2 savings for this refurbishment.  

The difference in CO2 reductions is because of a lack of test data for the micro Combined Heat 

and  Power  (CHP)  unit  that  was  newly  installed,  consequently  BRE  based  their  modelling 

around a condensing boiler instead.  As a result BRE calculated that CO2 reductions were 60% 

and United House calculated that they were 70%.  In order to maintain absolute neutrality the 

data generated by BRE, the independent participant would preferably be used.  However, the 

BRE data will not used  for  three  reasons.   Firstly, considerably  robust  results by  the Carbon 

Trust  relating  to  micro  CHP  test  data  suggests  that  United  House’s  calculations  are  very 

realistic, this  is discussed  in depth  later.   Secondly, the opportunity to  investigate  innovative 

technology should be maximised in order to break new ground.  It would be unproductive to 

repeat  conventional  practices  and  reiterate  what  has  already  been  established  by  past 

refurbishments.    Thirdly,  the  differences  between  United  House  and  BRE  affect  various 

12 

Page 21: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

calculations  so  results  from both  sources  cannot be pooled, analysis  is only possible  if data 

from one source is used.  Consequently, the United House data will be used.  

There was no CO2  reduction  target  for  this  refurbishment.    Instead,  a  contractor‐led Value 

Engineering approach was taken, which focused on maximising the carbon saving for every £ 

spent; this method has been given the name Value Carbon.  This involved an extensive survey, 

detailed  analysis  of  the  data  and  careful  selection  of  the  improvement measures.    Value 

Carbon  is a suitable unit of measurement because  it  includes cost;  therefore an element of 

value  is  incorporated.   Cost  is a substantial barrier  to  improvement measures and  therefore 

must be considered (Pett, 2004); focusing on CO2 reductions alone would not provide this.  No 

renewable technologies were used, and the project also  featured some  innovative materials 

and equipment that were used for the first time  in the UK.   The  improvement measures are 

displayed in table 2. 

Measures 

1) Low energy lighting 

2) Draught proofing 

3) Micro CHP gas boiler 

4) Double glazing (vacuum) 

5) Insulate external walls 

6) Insulate floors 

7) Mechanical Ventilation with Heat Recovery (MVHR) 

8) Rainwater harvesting 

9) Insulate thermal bridges 

Table 2: Aubert Park improvement measures 

Each of the measures listed in table 2 will now be expanded upon and analysed using technical 

literature.    The  aim  of  this  is  to  critically  assess  how  replicable  these measures  are  and 

consider  any  irregularities  in  this  project  that  would  limit  the  ability  of  applying  these 

measures to other dwellings.    

1) Low energy lighting 

• Before refurbishment: incandescent throughout. 

• After refurbishment: CFL low energy lighting installed throughout. 

CFL bulbs can be used  in almost all  light  fittings and significant savings can be made quickly 

(Boardman, 2007).  This improvement measure is applicable to all dwellings.   

13 

Page 22: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

2) Draught proofing 

• Before refurbishment: air tightness of 9.08 m3/hr/m2. 

• After refurbishment: design air tightness of 5.0 m3/hr/m2. 

Five individual air tightness tests were carried out to quantify individual leakage paths around 

the  flat.   Cracks and gaps around  service penetrations, windows and doors and  floors were 

sealed.   Part  L1A 2006  requires  that new builds have  a Maximum Air Permeability of < 10 

m3/hr/m2 and best practice  is  considered  to be 3 m3/hr/m2  (EST, 2005).   Existing dwellings 

have no requirement but can reach up to 25 m3/hr/m2 (EST, 2005). 

The comprehensive draught proofing measures carried out on this flat were very effective; a 

recent  study  showed  that  of  100  new  dwellings  tested  for  air  tightness;  only  3  achieved 

5m3/hr/m2 (EST, 2005).  The level of air tightness will obviously vary from dwelling to dwelling; 

however, the benefits of draught proofing are significant across to all dwellings.   Energy  loss 

due  to  ventilation  accounts  for  approximately  one  fifth  of  space  heating  demand  in  older 

dwellings  and  approximately  one  third  of  space  heating  demand  in  newer  well  insulated 

dwellings (EST,2006a); a greater proportion of energy loss occurs from air leakage as insulation 

increases  (Jennings, 2006).    Indicative average costs and associated CO2  savings  for draught 

proofing to a 3 bedroom semi detached dwelling were stated to be £100 for a 43kg CO2 saving 

(DCLG, 2006).  Based on the data that states very few dwellings achieve the best practice level 

of  air  tightness,  and  therefore  have  scope  for  significant  improvement,  this  improvement 

measure will be considered to be as effective and applicable on other dwellings.  

3) Micro CHP gas boiler 

• Before  refurbishment:  Ideal  Sprint  F  rated  combination  boiler  (65%  efficiency), 

programmer and room thermostat, room sealed fanned flue. 

• After refurbishment: Baxi Ecogen micro CHP (82% efficiency). 

A micro  CHP  system  produces  both  heat  and  electricity.    This  system  is  heat  led  so  only 

produces electricity when the heating system is in operation.  This was the first unit to be used 

commercially in the UK and as a result test data was not available at the time of assessment.  

This resulted  in two different sets of results being produced by BRE and United House.   Data 

determining  the  efficiency  of  the  Ecogen  is  discussed  further  in  chapter  four:  DEMScot, 

14 

Page 23: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Scotland’s  domestic  energy model.    The  Ecogen  is wall  hung  and  providing  the  system  is 

adequately sized for the dwellings heating demands, could be successfully  integrated  into all 

dwellings (Baxi, 2010a). 

4) Double glazing (vacuum) 

• Before refurbishment: single glazed sash windows, U‐value 4.91 W/m2K 

• After refurbishment: vacuum glazing to front facade only, average glazing U‐value 3.49 

W/m2K (U‐value 1.19 W/m2K for windows with vacuum glazing, including frame) 

Pilkington  Energikare  Legacy  vacuum  glazing  is  the  first  example  of  vacuum  glazing  that  is 

commercially available in the UK.  The glazing was installed in the two living room windows to 

the front of the dwelling.  Sash windows usually cannot accommodate double glazed units as 

the rebates  in  the glazing bars are not deep enough  (Taylor, 1996).   Pilkington Energikare  is 

intended for this application as the thermal performance can be improved whilst maintaining 

a building’s historic  façade.   Replacement units  like  these may only be unacceptable  in  the 

exceptional circumstance of the building being listed (Taylor, 1996).  It is estimated that there 

are 300,000 residential buildings  listed as architecturally  important  (Boardman, et al., 2005).  

Therefore, unless  the dwelling  is  listed  this measure will be applicable  to all dwellings.   The 

box  frame was  retained  and  new  sashes were  installed  to  hold  the  glazing.   Although BRE 

states the old sashes could have been retained no allowance will be made to adjust the cost. 

5) Insulate external walls    

• Before  refurbishment:  solid  brick,  225mm  and  330mm  thicknesses  plus  internal 

partitions to unheated basement/corridor, average U‐value 1.19 W/m2K 

• After  refurbishment:  Spacetherm Aerogel,  37mm  to  internal  surfaces  and  Sempatap 

flexible  thermal  lining magic  wall  paper  to  communal  basement/corridor  partition, 

average U‐value 0.33 W/m2K 

15 

Page 24: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

 Figure 1: Cross section of Spacetherm Aerogel insulation board (Balson, 2009) 

Lengths  of  25mm  battens  were  fixed  to  the  internal  surfaces  of  all  exposed  walls  and 

Spacetherm Aerogel insulation board with three layers of matting was fixed to the battens, a 

25mm air gap was  left between batten runs; figure 1.   This was the first project  in the UK to 

use  this material.    Spacetherm  is particularly appropriate  for dwellings of  smaller  floor  size 

where the reduction of internal space must be minimal.  Other insulation types may require a 

layer up to 120mm thick to achieve the same thermal performance, therefore making internal 

wall  insulation  impractical because of  the  loss of  internal  space  (EST, 2006c).    Internal wall 

insulation would not be applicable to dwellings where the disruption to occupants and fixtures 

would  be  too  great,  excessive  thermal  bridging  would  be  difficult  to  avoid  and  in  the 

exceptional instance that the interior of the building is protected under a listed building order 

(EST, 2006c).   However,  these exemptions are  rare and  theoretically  internal wall  insulation 

could be applied to the vast majority of dwellings (BRE, 2008b).  Although practically possible 

in  all  dwellings,  in  reality  there  are  other  factors  that  limit  its  applicability.    Further 

consideration  to  the  number  of  applicable  dwellings will be  discussed  in  chapter  five Cost, 

Value Carbon and other limitations.  BRE states that because of a lack of experience in cutting 

this material, wastage  and  therefore  cost was  high,  however  no  attempt will  be made  to 

adjust the cost for wastage, because the quantity is not known.  

 

 

16 

Page 25: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

6) Insulate floors 

• Before refurbishment: suspended timber floor, U‐value 0.72 W/m2K and concrete floor 

in kitchen extension, U‐value 0.70 W/m2K 

• After  refurbishment:  fully  insulated  timber  floor, U‐value  0.45 W/m2K  and  no work 

done to concrete floor. 

Heat loss and air leakage were reduced by sealing off the cellar below the timber floor which 

was  too small  to be used as a  living space.   The  floor boards were  removed and 100mm of 

plaster was  hacked  off  from  the  bases  of  the walls.   A  breathable  airtight  barrier was  laid 

across and between  the  joists and  lapped up  the base of  the walls,  the  voids between  the 

joists were then filled with Warmcell fibre insulation and the floor boards were replaced.  The 

bases of the walls were re‐plastered with the airtight barrier sealed into the plaster, the new 

skirting boards were then laid and gaps sealed. 

BRE commented that this improvement measure was time consuming and it would also not be 

possible to carry out while there were occupants present in the house because of health and 

safety  reasons  relating  to  the  fibre  insulation.    If  the  cellar  had  allowed  freer  access,  an 

alternative solution suggested by the BRE would be to leave the floor boards intact, board the 

underside  of  the  joists,  and  inject  spray  foam  insulation  between  the  joists.    This method 

would achieve comparable air tightness with less disruption, and a consistent fill between the 

joists would offer  significantly higher  thermal performance.    If access  from above were  the 

only option, an alternative that would be possible with the occupants present would be to lift 

the floor boards, drape a support netting over the joists and lay board or roll insulation on top 

of the netting  (EST, 2006c).   Although the air tightness would be  inferior, draughts  from the 

floorboards could be reduced by fixing large area boards over the top or replacing them with 

moisture resistant chipboard with glued tongue and grooved joints.   As demonstrated by the 

above, suspended timber floors can be improved in practically all circumstances (EST, 2006c); 

therefore  improvement  of  the  floors  is  deemed  applicable  in  the  vast  majority  of                 

dwellings.      

7) Mechanical Heat Recovery Ventilation (MVHR) 

• Before refurbishment: two extract fans 

17 

Page 26: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

• After refurbishment: Vent Axia HRE‐350 MVHR system (89% efficiency) 

The design air tightness of 5.0 m3/hr/m2 meant that mechanical ventilation could provide CO2 

savings.  The MVHR unit was installed in the kitchen, and a boxed in section was added to the 

kitchen  and  living  room,  a  lowered  ceiling  was  installed  in  the  hallway  to  distribute  the 

ductwork through the dwelling.   BRE stated that the significant amount of  labour  involved  in 

installing the unit and the associated ductwork meant that it would be unfeasible to carry out 

the work with the tenant in place.  There were also additional air leakage paths created by the 

installation of the ductwork in the kitchen that required sealing.  This measure would only be 

applicable to dwellings where a major refurbishment takes place because the costs are high 

and an exceptional rate of air tightness must be reached in order for MVHR to provide carbon 

savings (EST, 2006a).   

8) Rainwater harvesting 

• Before refurbishment: standard taps, bath and WC.  

• After  refurbishment:  rainwater harvesting, Twyford Galorie Flushwise 4/2.6  litre dual 

flush WC, Tapmagic inserts for taps, bath unchanged. 

The water saving measures on this refurbishment were regarded as giving no carbon saving.  

However, all  the measures  installed  resulted  in a 24%  saving  in water use.   Although water 

efficiency  is a major goal  in  refurbishment as approximately 23% of CO2 emissions are  from 

hot water use (EST, 2010b), only the tap inserts would reduce the consumption of hot water.  

Consequently  because  of  the minor  reduction  in  CO2,  this measure will  not  be  considered 

when applying measures to other dwellings. 

9) Insulate thermal bridges 

• Before  refurbishment:  full  assessment  not  undertaken,  assumed  Y‐value  of  0.15 

W/m2K.  

• After refurbishment: full assessment not undertaken, retained Y‐value of 0.15 W/m2K. 

The  project  scope  did  not  allow  for  a  detailed  technical  assessment  of  thermal  bridging.  

Without dedicated modelling, the affect on thermal bridging by improvement measures could 

not be accurately assessed.  Consequently no credit could be gained in SAP as a Y‐value of 0.15 18 

Page 27: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

W/m2K was used  in both before and after models.   However, effort was still made to reduce 

bridging  by  targeting  the  party  walls  and  bedroom  windows  reveals.    A  disadvantage  of 

internal wall  insulation  is  that at  the  junction of  the party wall with  the external wall,  cold 

spots can occur.      Internal  insulation was returned along the party wall  from  its  intersection 

with  the  external  wall,  therefore  reducing  the  temperature  gradient.    Voids  behind  the 

window  reveals  were  filled  with mineral  wool.    Because  of  the  complex  nature  and  the 

detailed data required to conduct thermal bridge modelling  (Abdullatiff, 2003), there will be 

no reductions made in the Y‐value when modelling other dwellings.  Consequently the cost of 

carrying out this work will not be included in other refurbishments.   

Midmoor Road 

The second solid wall refurbishment that achieved substantial savings was 46 Midmoor Road, 

Balham, London.   The dwelling  is a Victorian 3 bedroom mid terrace with 225mm solid brick 

walls.  It is not in a conservation area and has a floor area of 99 m2.  The project was carried 

out  by  Family Mosaic  housing  association.    It must  be  noted  that  SAP  calculations  for  the 

dwelling  before  the  refurbishment were  not  available,  only  SAP  data was  available  for  the 

dwelling after the refurbishment.    Consequently, a SAP assessment was carried out using the 

SAP manual (BRE, 2009) and the data that was available.   U‐values before refurbishment for 

some of the building elements have been assumed based on technical literature (BRE, 2001).  

The default ventilation  rates and electrical use have been  taken  from  the SAP manual  (BRE, 

2009)  and  the  English Building Regulations  (DCLG, 2010).    Furthermore,  an  assumption has 

also been made for the specification of the heating system before refurbishment.      

This is one of the weaknesses in study; the pre refurbishment data for Midmoor Road should 

to  some extent, be  treated as  indicative because of  the assumptions  that had  to be made.  

However, Family Mosaic achieved a 63% reduction  in CO2 emissions from a refurbishment of 

an identical dwelling on the same road the following month.  The only difference between the 

two dwellings was that 46 Midmoor achieved a less airtight envelope.  Consequently, the CO2 

savings were lower in 46 Midmoor Road because of a higher space heating requirement (EST 

2006a). 

This dwelling  is unique  in  that  it was converted  into  two 1 bedroom  flats several years ago; 

Family Mosaic  converted  the dwelling back  to a 3 bedroom  terrace  in 2009.   Consequently 

19 

Page 28: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

there were works other than the energy efficiency measures  involved  in the project, such as 

minor demolition and construction of partitions, and re‐joining of services.   It must be noted 

that the incorporation of other works would most likely result in a reduction in the cost of the 

energy  efficiency  measures  (BRE,  2001).    The  measures  aimed  at  improving  the  energy 

efficiency of the dwelling are displayed in table 3: 

Measures 

1) Low energy lighting 

2) Draught proofing 

3) Loft insulation 

4) Micro CHP 

5) Insulate external walls 

6) Insulate timber floor 

7) Insulate concrete floor 

8) Mechanical Ventilation with Heat Recovery (MVHR) 

Table 3: Midmoor Road improvement measures 

Each of  the measures  listed  in  table 3 will be expanded upon and analysed using  technical 

literature to critically assess how replicable these measures are and any assumptions will be 

detailed and justified. 

1) Low energy lighting 

• Before refurbishment: incandescent throughout. 

• After refurbishment: CFL low energy lighting installed throughout. 

CFL bulbs can be used  in almost all  light  fittings and significant savings can be made quickly 

(Boardman, 2007).  This improvement measure is applicable to all dwellings.   

2) Draught proofing 

• Before refurbishment: air tightness unknown. 

• After refurbishment: air tightness of 7.5 m3/hr/m2. 

The draught proofing measures carried out achieved a good  level of air  tightness.   However 

the  degree  of  improvement  in  not  known  as  the  air  tightness  before  refurbishment  is 

unknown.  The air change rate in this dwelling is higher than could have been achieved as two 

chimneys  and  open  flues were  left  vented  after  refurbishment.    The  redundant  fire  places 

were bricked up and then vented; these vents contribute significantly to the air changes per 

20 

Page 29: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

hour  figure.    The  exact  reason why  these  vents were  left unsealed  is unknown.   However, 

because the moisture levels in sealed chimneys increase rapidly, it is therefore recommended 

that ventilation remains  in redundant flues (Taylor, 2009).   This may have been the rationale 

when  refurbishing  this  dwelling,  although  as  a  result,  the  space  heating  requirement was 

increased  because  of  these  remaining  ventilation  points.    As  with  Aubert  Park,  this 

improvement measure will be considered to be as effective to other dwellings. 

3) Loft insulation 

• Before refurbishment: 50mm insulation, U‐value 0.22 W/m2K assumed 

• After refurbishment: 270mm insulation, U‐value 0.14 W/m2K. 

Sheets of 100mm insulation were laid between joists and a blanket of 170mm was laid above 

joists.  The thickness of insulation before refurbishment is unknown, although the price in the 

bill of quantities  is  for 270mm.   The assumption of 50mm has been made  for  two  reasons.  

Firstly, houses owned by housing associations such as Family Mosaic are much more likely to 

have  cost‐effective measures  such as  loft  insulation utilised  (DCLG, 2009);  it would be  very 

rare for a housing association to let properties with no insulation in the loft.  Secondly, the U‐

value of a  loft with no  insulation  is 1.14 W/m2K (BRE, 2001);  if this U‐value were  included  in 

the model, a pre and post refurbishment comparison would show significant improvement in 

energy  consumption  and,  this  would  skew  the  actual  CO2  savings  resulting  from  the 

refurbishment.   This measure would be applicable to most other dwellings as 46% of all mid 

terraces, including both HTT and non HTT would benefit from additional loft insulation (DCLG, 

2009).   Furthermore, only 6% of all  solid wall houses have no  loft  to  insulate  (BRE, 2008b).  

Consequently the measure will be deemed applicable to the majority of other dwellings.   

4) Micro CHP gas boiler 

• Before refurbishment: standard combination boiler (70% efficiency), assumed. 

• After refurbishment: Baxi Ecogen micro CHP (82% efficiency), assumed.   

A  full  replacement  of  the  hot  and  cold  water  system  was  carried  out  on  this  dwelling.  

Although  the  boiler  present  before  refurbishment  is  unknown;  an  assumption  of  70% 

efficiency  has  been made  based  on  the  base  case  for  solid wall  dwellings  (EST,  2006c).   A 

21 

Page 30: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

conventional  gas  boiler  (87.3%  efficiency)  with  hot  water  storage  was  specified  for  the 

refurbishment  as  a  solar  panel  was  installed  on  the  roof  of  the  dwelling.    As  outlined 

previously; renewable energy generation technology  is beyond the remit of this dissertation.  

This  presents  a  difficult  scenario  as  the  specification  of  the  heating  system may  be  quite 

different without the solar panel being included.  Given that an entire boiler replacement was 

required, an assumption has been made that without the solar panel in the specification, the 

most likely replacement would have been a micro CHP.  This assumption has been made based 

on  the  current  refurbishment  project  of  84  Midmoor  Road  where  Family  Mosaic  have 

specified a Baxi Ecogen micro CHP.  The Ecogen unit was not commercially available when this 

refurbishment  originally  took  place  (Baxi,  2010b),  Family Mosaic  suggest  this may  be  the 

future preference for their refurbishments.  The Ecogen could be integrated into all dwellings 

(Baxi, 2010a). 

5) Insulate external walls    

• Before refurbishment: 225mm solid brick, U‐value 2.1 W/m2K 

• After  refurbishment: Kingspan Kooltherm K17 dry  lining board 32.5mm, U‐value 0.55 

W/m2K 

Boards of Kingspan Kooltherm were  fixed to  internal surfaces of exposed walls and chimney 

breasts.   Kooltherm,  like Spacetherm, minimises  internal  space  intrusion due  to  its minimal 

thickness.   Further consideration  to  the number of applicable dwellings will be discussed  in 

chapter five: cost, Value carbon and other limitations. 

6 & 7) Insulate floors 

• Before  refurbishment:  suspended  timber  floor;  U‐value  0.72 W/m2K,  and  concrete 

floor in kitchen extension; U‐value 0.70 W/m2K 

• After  refurbishment:  fully  insulated  timber  floor; U‐value 0.20 W/m2K, new concrete 

slab laid on insulation; U‐value 0.24 W/m2K. 

Floor boards were removed and netting was draped over the joists.  New Rockwool insulation 

was laid on top of the netting and new chipboard flooring was laid.  The concrete floor in the 

kitchen extension was completely broken out, a  layer of  insulation was  then  laid and a new 

slab was poured.  As with Aubert Park the suspended timber floor improvement is considered 

22 

Page 31: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

to be applicable to other dwellings.  However, the removal of the concrete slab would only be 

possible  in dwellings with an extension and cellar.   Moreover,  it  is a considerably disruptive 

process and would most likely not be possible if the occupants were present (EST, 2010b). 

7) MVHR 

• Before refurbishment: natural ventilation 

• After refurbishment: Vent Axia MVHR system (86% efficiency) 

The  after‐refurbishment  air  tightness  of  7.5  m3/hr/m2  meant  that  mechanical  ventilation 

would most likely not provide CO2 savings (EST, 2006a).  Specifying MVHR was a poor decision 

by  the  project  team.    This measure would  only  be  applicable  to  dwellings where  a major 

refurbishment takes place because the costs are high and an exceptional rate of air tightness 

must be reached in order for MVHR to provide carbon savings (EST, 2006a).   

The refurbishment measures that were applied to both dwellings have been reviewed in order 

to establish how applicable they would be to others.  The majority of these measures could be 

applied  to  all  other  dwellings  of  the  same  type,  with  the  exception  of  the  internal  wall 

insulation  in some circumstances, the MVHR and the concrete  floor  insulation.   The  internal 

wall  insulation  is  an  essential  component  of  these  refurbishments  and without  it  the  CO2 

reductions  would  be  much  lower.    This  presents  a  significant  barrier  which  will  be  fully 

considered in chapter five: cost, Value Carbon and other limitations.  The MVHR and concrete 

floor insulation have a less significant bearing on the CO2 reductions which is demonstrated in 

chapter five: cost, Value Carbon and other limitations.  With the exception of the above, these 

refurbishments are very applicable to others of that type.  The next chapter will model these 

case studies in order to verify the stated CO2 reductions.  

 

 

 

 

 

23 

Page 32: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Chapter four: DEMScot, Scotland’s domestic energy model 

DEMScot configuration  

Having established  the applicability of  the  chosen  case  studies  to other dwellings,  the next 

step  is  to  strengthen  reliability  in  the  case  studies  using DEMScot.    Furthermore  using  the 

DEMScot model  in  comparison with  SAP will  give  an  opportunity  to  view where  DEMScot 

differs  in  its outputs.   Any differences will be considered when using the model to generate 

Value Carbon scenarios in chapter five: cost, Value Carbon and other limitations. 

DEMScot was  developed  to  allow  the  Scottish Government  to  see  the  impact  of  different 

policy  interventions  aimed  at  reducing  CO2  emissions  from  housing  (Scottish  Government 

Social  Research,  2010).    The model was  created  in Microsoft  Excel  and  draws  heavily  on 

research  from  Scottish  housing,  CO2  emissions  and  economic  determinants  of  carbon 

emissions.    The  literature  reviewed  to  develop  the  tool  was  extensive;  134  separate 

references, all produced  since 1999,  the majority being  released during  the past  two years.  

The manual  for DEMScot  critiques  the existing modelling  tool used  to determine emissions 

and energy use  from UK dwellings: BREDEM‐12.   The DEMScot  team state  there are several 

shortcomings in the BREDEM 12 methodology which is used for SAP that the DEMScot model 

aims  to address. These are:  the difference  in Scottish  climate data,  incorporating  the  latest 

fuel cost data and accurate future energy costs, behavioural aspects such as chosen  internal 

temperature etc, accurate estimates of energy use by lighting, cooking and appliances and the 

performance  of  renewable  technologies.    The  following  are  the  shortcomings  stated  by 

DEMScot that are of particular relevance to the study of HTT dwellings. 

The first critique is that the BREDEM method does not provide accurate and realistic estimates 

of energy consumption, and carbon and other environmental emissions from lighting, cooking 

and  appliances.    Despite minor modifications,  algorithms  for  hot water  consumption  date 

from  the  1980’s;  since  then  overall  use  has  been  affected  by  changes  in  equipment  and 

behaviour  i.e.  power‐showers  and  dishwashers  etc.    Although  algorithms  for  lighting  have 

been updated in the 2005 revision of SAP, algorithms for electrical appliances in SAP also date 

from  the  1980’s, when  the  type  and  use  of  these  appliances was much  different  i.e.  low 

ownership of PCs, no  internet and plasma TVs  (Scottish Government Social Research, 2010).  

This stance  is somewhat supported by  literature that suggests electricity and  lighting use has 

risen  sharply over  the  last 30  years, although,  the  same data  states  that  this  rise has been 

24 

Page 33: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

partially offset by a fall  in energy use from cooking (Shorrock, Utley, 2003).   Recent research 

has shown that SAP 2005 may under estimate overall CO2 emissions for lights and appliances 

by up  to 15%  (Lowe, 2007).   Additionally,  this point was also picked up  in  technical papers 

supporting SAP 2009, which recommended updating the equations for  lights, appliances and 

associated gains, and water heating (Henderson, 2009). 

Secondly, the method does not accurately model badly heated homes by the fuel poor i.e. HTT 

dwellings.  BREDEM uses the two‐zone model with a temperature difference in the main living 

area and the rest of the dwelling.    It also assumes that dwellings are adequately heated and 

that the heating system  is adequately sized.   DEMScot states that these assumptions can be 

considerably  inaccurate,  and  can  have  a  significant  impact  on  the  dwellings’  energy 

consumption.    In  respect  of  the  outputs  from  BREDEM;  space  heating  energy  use  in  older 

dwellings  can  be  overestimated  because  old  dwellings  are  often  heated  to  a  lower 

temperature  than modern ones; a compromise between running costs and  thermal comfort 

on the part of the occupants of older dwellings (Scottish Government Social Research, 2010). 

The DEMScot model has three components that were adjusted to model the refurbishments: a 

Building  stock database, a Building physics model and Factors under occupant control.   The 

building stock database contains the physical parameters considered to have the most impact 

on the performance of dwellings  i.e. dwelling age, wall construction, building  form, dwelling 

size, heating  system and  the number of  floors.   The model also allows  for  specific  selection 

and modelling of HTT dwellings.    Two  solid wall dwellings were  added  to  the database  for 

Aubert Park  and Midmoor Road with  all  the  characteristics  and physical parameters of  the 

dwellings.    

The  building  physics  model  contains  extensive  data  and  formulae  to  calculate  energy 

consumption and emissions.   The DEMScot  team updated  the methodologies  for calculating 

lighting,  small  power,  cooking  and  water  consumption  in  respect  of  the  inadequacies 

previously  highlighted  in  the  BREDEM  model.    The  updated  methodology  accounts  more 

realistically for the number of occupants, behaviour and increased use of power over time. 

The  building  physics model  also  contains  climate  data,  allowing  required  consumption  of 

energy  for  space  heating  and  lighting  to  be  derived more  accurately.    The  default mean 

external  temperatures, annual heating degree days, monthly  solar  radiation and declination 

25 

Page 34: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

were based on averages for East Scotland.  In order to model the refurbishment case studies 

accurately the climate data had to be adjusted.  The DEMScot model has the option to select 

mean external  temperatures  for  the Thames area,  so  these were  selected.   Annual heating 

degree days were  adjusted  to  the 20  year  averages  for Greater  London obtained  from  the 

Oxford  Environmental  Change  Institute  (Oxford  Environmental  Change  Institute,  2010).  

Consideration was  given  to  the  fact  that mean  annual  temperatures  in  South  East  England 

have increased by 0.78°C based on 1961 – 1990 and 1991 – 2004 averages, and annual heating 

degree  days  have  decreased  by  13.9%  since  1961  (Perry,  2006).   However,  a  year  to  year 

analysis of climate data demonstrated that there can be a significant variance in temperatures 

and degree days.   To avoid the risk of distorted outputs  from the model, data  for a 20 year 

average was chosen.   

Monthly solar radiation data for London was obtained from NASA’s Atmosphere Science Data 

Centre  (NASA, 2010).   Monthly solar declination data  for London was obtained  from  the US 

Department  of  Commerce,  National  Oceanic  &  Atmospheric  Administration:  Earth  System 

Research  Laboratory  (National  Oceanic &  Atmospheric  Administration,  2010).    In  order  to 

evaluate the accuracy of the data collected for the London climate, the Scottish climate data 

present  in the DEMScot model was compared with the outputs for the Scottish climate from 

the above sources.  The data was found to be accurate to one decimal place. 

The Factors under occupant control component involves modifications to ventilation rates, hot 

water and electricity use.   This accounts for  lifestyle and habits of the occupiers.   The model 

can also be manipulated to account  for changes  in behaviour as occupants become more or 

even less conscious of their CO2 emissions.  Occupants are divided into low, medium and high 

users; the split is 30%, 40% and 30% respectively.  This element was adjusted to 100% medium 

users; the assumptions made by the Scottish Government for medium use behaviour remain. 

DEMScot and SAP outputs ‐ Aubert Park 

Detailed  data  for  the  Aubert  Park  dwelling  before  refurbishment  such  as  the  construction 

materials, areas of the building elements, U‐values, plan shape efficiency, ventilation and air 

infiltration rates and the heating system were entered into the DEMScot housing database and 

a simulation was run.  The results of the simulation are shown in table 4. 

SAP (BRE & United House) 

DEMScot  DEMScot Energy requirements (kWh pa) 

(1 occupant)  (2 occupants) 

26 

Page 35: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Space heating*    11,912  10,531Hot Water*    4,310  5,205Cooking    544  635Gas consumption SAP items  18,096  16,222  15,736

Gas consumption from all items  16,766  16,371

      Appliances    1,772  2,152Cooking    310  362Lighting*    259  314Pumps and fans*    196  196Electric consumption SAP items  596  455  510Electric consumption all items    2,537  3,024      CO2 emissions from SAP items (tonnes pa)  3.80  3.34  3.27CO2 emissions from all items (tonnes pa)  3.80  4.32  4.45      

       * SAP items 

Table 4: Aubert Park before refurbishment, SAP and DEMScot outputs 

Table 4 demonstrates a definite divergence between both DEMScot outputs and SAP  in gas 

and electric  consumption.    The DEMScot outputs  are  lower  than  SAP.   Gas  consumption  is 

lower by 10% and 13%, and electric by 14% and 24% depending on the number of occupants.  

SAP  calculations  are  based  on  standard  occupancy  and  climate  data,  and  regulated  use  of 

heating, hot water, lighting and ventilation systems (DECC, 2010b).   As SAP does not account 

for  behavioural  savings,  outputs  can  be  compared  across  the  UK.    Conversely,  DEMScot 

requires  defining  the  number  of  occupants  per  dwelling;  this  dictates  the  amount  of 

consumption  as  demonstrated  by  table  4.   Data  for Aubert  Park  after  refurbishment were 

entered  into  the model and a simulation was run.   The  results of  the  full  refurbishment are 

shown in table 5. 

SAP (BRE) 

SAP (United House) 

DEMScot  DEMScot Energy requirements (kWh pa) 

(1 occupants)  (2 occupants) 

    5,248  4,626Space heating*     1,789  2,498Hot Water*     544  635Cooking 

6,710  7,500  7,037  7,124Gas consumption SAP items     7,581  7,759Gas consumption from all items              1,772  2,152Appliances     310  362Cooking     65  78Lighting*     284  284Pumps and fans* 

484  484  349  362Electric consumption SAP items     2,431  2,876Electric consumption all items          

n/a  900  844  845Electric generated by micro CHP*          

1.51  1.14  1.03  1.06CO2 emissions from SAP items (tonnes pa)     2.01  2.24CO2 emissions from all items (tonnes pa) 

27 

Page 36: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

         

   * SAP items only 

        **Deducted from CO2 emissions 

Table 5: Aubert Park after refurbishment, SAP and DEMScot outputs 

Table  5  demonstrates  that  again  there  is  a  definite  divergence  for  gas  and  electric 

consumption  between  both DEMScot  and  the United House  SAP  estimates.    The DEMScot 

outputs are lower than SAP.  Gas consumption is lower by 6% and 5%, and electric by 28% and 

25%, depending on the number of occupants.   There  is also a significant variation  in the gas 

consumption and associated CO2 emissions between the two SAP analyses.  This is because of 

the Baxi Ecogen CHP unit.  The Ecogen is a new product that is not commercially available till 

spring 2010; Aubert Park was the first project to use the unit in a dwelling.  Because of the test 

data for the Ecogen not being available at the time of the BRE SAP analysis, BRE based their 

SAP  calculations on  a  class A  condensing boiler  (91% efficiency)  and overall CO2  reductions 

were  calculated  to  be  60%.    BRE  stated  that  Baxi  have  since  provided  indicative  data  that 

suggests  overall  CO2  reductions  could  have  been  70% with  the micro  CHP.   United  House 

included  the  micro  CHP  unit  based  on  Baxi’s  indicative  data  and  consequently  their 

calculations produced a 70% reduction  in overall CO2.   DEMScot calculates CO2 reductions at 

69% and 68% for one and two occupants respectively.  

DEMScot and SAP outputs ‐ Midmoor Road 

The  full details of Midmoor Road were entered  into DEMScot and a simulation was run, the 

results are shown in table 6.  

DEMScot (2 occupants) 

DEMScot (3 occupants) 

DEMScot (4 occupants) 

Energy requirements (kWh pa)  SAP 

Space heating*  28,573  26,670  24,974  23,876Hot Water*  3,507  3,851  4,676  5,502Cooking    631  721  811Gas consumption SAP items  32,080  30,521  29,650  29,378Gas consumption from all items  n/a  31,152  30,371  30,189          Appliances    2,964  3,755  4,546Cooking    359  410  462Lighting*  932  437  554  671Pumps and fans*  214  214  214  214Electric consumption SAP items  1,146  651  768  885Electric consumption all items  n/a  3,974  4,933  5,893          CO2 emissions from SAP items (tonnes pa)  6.71  6.20  6.08  6.07CO2 emissions from all items (tonnes pa)  n/a  7.71  7.97  8.34          * SAP items only            

28 

Page 37: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Table 6: Midmoor Road before refurbishment, SAP and DEMScot outputs 

Similarly to Aubert Park, table 6 demonstrates a definite divergence between both DEMScot 

outputs and SAP in gas and electric consumption.  The DEMScot outputs are lower than SAP.  

Gas consumption is lower by 5% to 8% and electric by 43% to 23%, depending on the number 

of occupants.  Data for Midmoor Road after the refurbishment were entered in DEMScot and 

a simulation was run, the results of the full refurbishment are shown in table 7. 

DEMScot (2 occupants) 

DEMScot (3 occupants) 

DEMScot (4 occupants) 

Energy requirements (kWh pa)  SAP 

Space heating*  11,501  10,532  9,737  9,000Hot Water*  2,994  2,480  3,184  3,889Cooking    631  721  811Gas consumption SAP items  14,495  13,012  12,921  12,889Gas consumption from all items  n/a  13,643  13,642  13,700          Appliances    2,964  3,755  4,546Cooking    359  410  462Lighting*  441  109  138  168Pumps and fans*  488  488  488  488Electric consumption SAP items  929  597  626  656Electric consumption all items  n/a  3,920  4,791  5,664           Electric generated by micro CHP*  1739  1561  1550  1546           CO2 emissions from SAP items (tonnes pa)  2.22  1.89  1.89  1.90CO2 emissions from all items (tonnes pa)  n/a  3.41  3.79  4.01

         * SAP items only       

 **Deduction from overall figure         Table 7: Midmoor Road after refurbishment, SAP and DEMScot outputs 

Again similarly to Aubert Park, table 7 demonstrates that there is a marked divergence of gas 

and electric consumption between both DEMScot and the United House SAP estimates.   The 

DEMScot outputs are lower than SAP.  Gas consumption is lower by 12% to 11%, and electric 

by  36%  to  29%,  depending  on  the  number  of  occupants.    SAP  calculates  the  overall  CO2 

reduction to be 67% and DEMScot calculates the overall reduction to be 70% and 69% for two, 

three and four occupants respectively. 

Evaluation of the model’s outputs  

For both dwellings, the DEMScot outputs are lower than SAP for gas consumption, both before 

and  after  refurbishment.    However  the  lower  outputs  are  markedly  lower  before 

refurbishment.  This supports the DEMScot comments that SAP overestimates heating in badly 

heated HTT homes owing  to  the effects of  fuel poverty, as after  refurbishment  the owners 

29 

Page 38: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

would no longer suffer fuel poverty so presumably their heating requirements would not be in 

effect capped.  The primary reason for the overall lower outputs in gas consumption appears 

to be because of  the  climate data.   DEMScot’s  climate data was  changed  from  the default 

settings of East Scotland to Greater London in order to model Aubert Park and Midmoor Road 

accurately.  SAP’s climate data is based on mean external temperatures for all of the UK.  The 

mean external temperature in Greater London is lower than East Scotland (Met Office, 2010) 

(Scharmer,  Greif,  2000),  therefore  the  internal  heating  demand  would  be  decreased 

(Mavrogianni, 2009). 

In order to test this, a sensitivity analysis was carried out by modelling both case studies with 

climate data for East Scotland; this is the default climate setting for the model.  The result was 

that  the  overall  percentage  of  CO2  reduction was  the  same  as when  the  climate  data  for 

London  was  used.    However,  the  space  heating  requirements  increased  so  that  the  gas 

consumption was  higher  than  in  the  SAP  estimates.    This  suggests  that  the  reason  for  the 

overall  lower  outputs  is  primarily  because  of  the  climate  data  being  changed  to  Greater 

London.   

One significant difference  in  the modelling  results concerns  lighting.   DEMScot’s estimate of 

electricity use after  low energy  lighting has been  installed,  is significantly  lower than that of 

SAP.   The greater reduction produced by the DEMScot model  is supported by data  from the 

Energy Saving Trust, which states that low energy lighting can save up to 80% of the electricity 

used  by  standard  lighting  (EST,  2010a).    However,  the  difference  in  electric  use  has  a 

substantial  impact  on  the  average  CO2  reduction;  if  the  DEMScot  lighting  consumption 

calculation  was  substituted,  the  overall  CO2  reductions  in  SAP  for  the  Midmoor  Road 

simulation would  increase  from  67%  to  70%. With  the  exception  of  lighting,  the DEMScot 

outputs are very close to SAP’s.   

Overall,  the  SAP  and  DEMScot  simulations  calculated  a  CO2  reduction  of  68%  to  70%  for 

Aubert Park, and 67% to 70% for Midmoor Road.   Although this differs from SAP slightly, the 

DEMScot model was  designed  to  account  for  inadequacies  in  the  SAP methodology,  so  by 

virtue of its purpose the outputs would differ to some extent.  The major contributor to these 

savings  is  the  Baxi  Ecogen micro  CHP.    Its  influence  is  demonstrated  in  the  Aubert  Park 

simulation where the incorporation of the Ecogen resulted in an additional 10% CO2 reduction. 

30 

Page 39: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

The Ecogen unit 

Such  a  reduction  in  CO2  is  significant  and  therefore must  be  examined  and  verified.    The 

Carbon Trust is currently conducting one of the most comprehensive field trial assessments of 

micro CHP systems, with interim results released in 2007.  The Ecogen unit was not included in 

the  trial; however  the report contained  two  important  factors relating to  the overall carbon 

performance of micro CHPs when compared with condensing boiler systems.   Firstly, as  the 

heat the demand increases, the likelihood of CO2 savings increases because more electricity is 

generated.  At low heat demands of less than 6000 kWh pa micro CHPs and condensing boilers 

are generally  indistinguishable.   However, with heat demands of more  than 12,000 kWh pa 

there  is  a  statistical  likelihood  that micro CHP  systems will  outperform  condensing  boilers.  

Consequently micro CHP units are most appropriate and beneficial for houses with higher heat 

demands  of  over  20,000  kWh,  such  as  larger  houses with  3  bedrooms  or more  and  older 

houses i.e. solid wall houses.  In this capacity typical savings are expected to range from 5% to 

10%  (Carbon  Trust,  2007).    The  BRE  referred  to  the  results  of  the Carbon  Trust’s  trial  and 

implied that the Ecogen unit may not be fully utilised in a dwelling of lower heat demand like 

Aubert Park.  The second factor is that current micro CHP units typically need to operate for a 

minimum  cycle  of  over  one  hour  to  provide  an  overall  CO2  saving  benefit  relative  to  a 

condensing  boiler  (Carbon  Trust,  2007).    If  appropriate  use was  adopted  benefits  could  be 

realised.  

In Aubert Park’s  case,  the heating demand had been  significantly  reduced by  improvement 

measures  to  the  building  envelope,  resulting  in  space  heating  and water  demand  reducing 

dramatically to approximately 6000 kWh pa.  In spite of this, the Ecogen is a new product that 

claims unprecedented efficiency,  and production of  1  kWh of  electricity during  a period of 

heat  demand  (Baxi,  2010b).    Allowing  for  this  exceptional  efficiency  and  the  new  heating 

controls that were installed in the dwelling, it is conceivable that the Ecogen could be capable 

of  producing  an  increased  saving  relative  to  a  condensing  boiler.    United  House  used  an 

efficiency figure of 82% in their calculations.  Baxi now state an efficiency of 92% (Baxi, 2010a).  

To provide a basis  for comparison and  to avoid a potentially optimistic efficiency  figure, an 

efficiency of 82% was used in the DEMScot model.      

The  Ecogen’s  influence  is  increased  further  because  of  the  carbon  bonus  for  electricity 

generated and  returned back  to  the grid.   The  carbon  intensity  for gas and electric used  in 

31 

Page 40: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

dwellings  is  0.194  kg  CO2/kWh  and  0.422  kg  CO2/kWh  respectively.    The  current  SAP 

methodology  allows  micro‐generated  electricity  to  displace  grid  emissions  at  0.568  kg 

CO2/kWh, while grid electricity consumption has a carbon intensity of 0.422 kg CO2/kWh (Cole, 

2008).  The 0.422 kg CO2/kWh figure is based on the Government’s long‐term projections for 

the average mix of grid electricity from 2005 to 2010.   The 0.568 kg CO2/kWh figure  is based 

on  the 1998–1999 marginal mix of  generating plant plus  a  factor  to  account  for new build 

from 2005 to 2010, assuming that  it would be combined cycle gas turbines (Bergman, et al., 

2010).   Because of  this,  the  figure  is contentious and has been challenged  (Bergman, et al., 

2010).  It is likely that the 0.568 kg CO2/kWh will revised in later editions of SAP (Bergman, et 

al., 2010)  

This is a potential weakness in the study.  Because of the carbon bonus for electricity returned 

to  the  grid,  refurbishments  can  claim  high  savings.    If  the  long  term  average  grid‐mix 

assumption of 0.43 kg CO2/kWh is used instead, the relative CO2 benefits of CHP would reduce 

accordingly  (Carbon  Trust,  2007).    The  DEMScot  model  avoids  the  possibility  of  inflated 

reductions as the carbon  intensity of CHP   generated and returned electricity  is the same as 

the  grid;  0.422  kg  CO2/kWh,  consequently  the  actual  carbon  savings  generated  by  the 

DEMScot model  for Aubert Park are 1.16 and 1.18  tonnes of CO2 pa  for 1 and 2 occupants 

respectively.    However,  in  order  for  a  direct  comparison  to  the  SAP  data,  the  0.568  kg 

CO2/kWh figure has been used in the DEMScot outputs shown in tables 5 and 7.   

It has been confirmed  that with  the correct  types of materials and heating systems utilised, 

savings of up to 70% can be made from two types of solid wall dwellings.   The next chapter 

will  consider  the  costs  that  are  incurred  in  order  to  achieve  savings  of  this  magnitude.  

Moreover,  given  that  up  to  a  70%  reduction  in  CO2  can  be made  by  employing  all  of  the 

measures in these dwellings, the next chapter will seek to examine at what reductions can be 

made by employing fewer measures and at what point does the financial investment of these 

measures begin to yield lower returns in terms of carbon.  

 

 

 

 

32 

Page 41: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Chapter five: cost, Value Carbon and other limitations 

The previous chapter has established what reductions are practically feasible for two types of 

solid wall dwellings.   The objective of  this chapter  is  to examine  the additional barriers  that 

were highlighted in chapter 1: introduction.  It will consider the barrier of cost and investigate 

the  optimal  point  of  refurbishment.    Furthermore,  it will  also  consider  some  of  the wider 

issues  that affect  the  feasibility of  solid wall housing  in contributing  to 80%  reductions.   All 

these issues must be examined in order to determine the true potential of solid wall housing.   

Total cost and value 

Aubert Park and Midmoor Road achieved CO2 savings in the order of 68% to 70% and 69% to 

70%  for a  total capital cost of £21,190 and £18,210  respectively at 2009 prices.    It must be 

noted  that  Aubert  Park  does  not  necessarily  represent  the  average  converted  flat.    The 

average converted flat in England produces 5.8 tonnes of CO2 pa, has a floor area is 66m2, and 

an average SAP rating of 44 (DCLG, 2009).  Aubert Park produced less CO2 emissions and had a 

smaller floor area; although it had a higher SAP rating before refurbishment, making it harder 

to achieve higher savings than other dwellings with low SAP ratings (DCLG, 2009).  Additionally 

the average medium to large terrace produces 5.8 tonnes of CO2 pa, has a floor area of 94m2, 

and an average SAP rating of 50.4 (DCLG, 2009).   Midmoor Road had higher CO2 emissions, a 

larger  floor  area,  and  a  lower  SAP  rating  before  refurbishment making  it  easier  to  achieve 

higher savings than other dwellings with higher SAP ratings (DCLG, 2009) 

It would  be  improvident  to  adopt  an  all‐encompassing  approach  and  presume  all  of  these 

dwellings could achieve the same level of CO2 reductions for the same cost.  However, a rough 

order  of magnitude  case  will  be  presented.    Of  the  6.599 million  solid  wall  dwellings  in 

England, approximately 490,000 are converted flats and 1.094 million are mid‐terraces (DCLG, 

2009).    If  all  490,000  flats  and  1.094 million mid‐terraces  were  refurbished  to  the  same 

specification as Aubert Park and Midmoor Road, the cost would be £10.4 and £19.91 billion 

respectively, which is clearly a substantial sum of money.  There are currently a small number 

of major sources of funding and loans available to homeowners and occupiers.  The two most 

significant are the Carbon Emissions Reduction Target scheme, which has available funding of 

£1.5 billion (Jenkins, 2010), and the interest free UK Energy Efficiency Home Loan which has a 

total of £700 million allocated per annum.   

33 

Page 42: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

The  cost  of  refurbishing  existing  dwellings  is  seen  to  be  one  of  the  key  barriers  to  home 

owners  implementing  refurbishments  (Pett,  2004).    In  light  of  this  it  seems  essential  to 

investigate the relationship between expenditure and CO2 savings in order to maximise value.  

This concept was  integrated  into  the design phase of  the Aubert Park  refurbishment, and  is 

very  similar  to  the process of Value  Engineering;  the name  given  to  this  approach  is Value 

Carbon.  Value Carbon is a unit that illustrates the cost for every kg of CO2 saved, the lower the 

lower the figure, the more cost‐effective the refurbishment measure is. 

Value Carbon ‐ Aubert Park  

The Aubert Park refurbishment measures were simulated  individually  in DEMScot  in order to 

determine their separate carbon savings so that a Value Carbon  figure could be established.  

The results are presented in table 8. 

Value Carbon (£/kg) 

Installed cost  Carbon saved (kg CO2) 

Measures 

0.57 1) Low energy lighting  £40  70 

6.23 2) Draught proofing  £650  104 

2.85 3) Micro CHP gas boiler  £4,800  1685 

11.90 4) Insulate external walls  £6,100  513 

28.90 5) Double glazing (vacuum)  £600  21 

31.32 6) Insulate floors  £3,700  118 

78.80 7) MVHR  £6,300  80 

n/a 8) Rainwater harvesting  £1,000  0 

n/a 9) Insulate thermal bridges  £2,000  0 

Table 8: Aubert Park refurbishment measures, Value Carbon 

As table 8 shows, there is a large variance in the cost and effectiveness with a 79:1 difference 

between the most and least effective measures.  Following this, measures were grouped into 

incremental  improvements based on their Value Carbon figure and the ease with which they 

could  be  applied  to  a  dwelling.    Increment  1  consists  of measures  1)  and  2),  increment  2 

consists of measures 1) to 3), increment 3 consists of measures 1) to 5), increment 4 consists 

of measures  1)  to  6),  and  increment  5  consists  of  all measures  that  had  an  effect  on  CO2 

reduction.   The  increments were modelled as one package;  the reduction  in consumption  is 

shown in table 9.   

Increment 1 

Increment 2 

Increment 3 

Increment 4 

Increment 5 

Saving (kWh pa) 

Space heating  385  1,947  4,803  5,422  5,905Hot Water  0  2,707  2,707  2,707  2,707Cooking  0  0  0  0  0            

34 

Page 43: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Appliances  0  0  0  0  0Cooking  0  0  0  0  0Lighting  236  236  236  236  236Pumps and fans  0  ‐20  ‐20  ‐20  ‐88            Electric generated by micro CHP  0  1,318  987  902  845Gas consumption  385  4,654  7,510  8,129  8,612Electric consumption  236  216  216  216  148            Reduction in CO2 (tonnes pa)  0.17  1.74  2.11  2.18  2.21Total % saving  5%  53%  65%  67%  68%Cost (£)   £690   £5,490   £12,190   £15,890    £22,190 Overall CO2 emissions (tonnes pa)  3.09  1.53  1.16  1.09  1.05

Table 9: Aubert Park incremental improvements 

Table  9  shows  that  for  relatively  low  cost,  substantial  reductions  in  CO2  emissions  can  be 

made,  a  total  of  1.74  tonnes  of  CO2  (53%)  for  £5,490.    It  also  shows  that  there  are  two 

significant  jumps  in  the  CO2  reductions;  increment  1  to  2  because  of  the micro  CHP  and 

increment 2 to 3 because of the solid wall insulation.  After these measures have been applied 

there is severely diminished carbon saving potential.  This is better illustrated by figure 2. 

Value Carbon Analysis ‐ Aubert Park

Increment 1

Increment 2 

Increment 3

Increment 4

Increment 5

£‐

£2,000

£4,000

£6,000

£8,000

£10,000

£12,000

£14,000

£16,000

£18,000

£20,000

£22,000

£24,000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Reduction in CO2 (%)

Cost (£

)

SAP CO2

Grid CO2

 Figure 2: Aubert Park Value Carbon Analysis graph 

35 

Page 44: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Figure 2 demonstrates the payback in terms of CO2 reductions for each £ spent.  The curve is 

similar  to  an  exponential  growth  curve;  after  increment  2  the  curve  becomes  dramatically 

steeper, following increment 3 the carbon saved is minimal and the cost is high.  The SAP CO2 

curve  is based on  the  carbon  intensity of electricity  returned  to  the grid based on  the  SAP 

methodology  of  0.568  kg  CO2/kWh.    The  Grid  CO2  is  based  on  the  carbon  intensity  of 

electricity returned to the grid based on the long term average grid‐mix assumption of 0.43 kg 

CO2/kWh.   This has been added  in respect of the criticism  it has received and the  likelihood 

that it will be revised in future versions of SAP (Bergman, et al., 2010). 

Value Carbon ‐ Midmoor Road 

The Midmoor Road refurbishment measures were simulated individually in DEMScot in order 

to determine their separate carbon savings so that a Value Carbon figure could be established.  

The results are presented in table 10. 

Value Carbon (£/kg) 

Installed cost  Carbon saved (kg CO2) 

 Measures 

1) Low energy lighting  0.68 80  118 

2) Draught proofing  1.32 310  234 

3) Loft insulation  7.50 1,050  140 

4) Micro CHP  2.69 6,000  2,231 

5) Insulate external walls  2.38 4,300  1,805 

6) Insulate timber floor  12.56 2,050  163 

7) Insulate concrete floor  24.49 2,100  86 

8) MVHR  2,400  ‐49  ‐48.51 

Table 10: Midmoor Road refurbishment measures, Value Carbon 

Table  10  shows  a  less  dramatic  variance  in  the  cost  and  effectiveness  in  comparison with 

Aubert  Park,  with  a  25:1  difference  between  the  most  and  least  effective  measures.  

Additionally  it shows  that  the MVHR was detrimental  to  the carbon  reductions.   The MVHR 

saved  energy  by  reducing  space  heating  demand  as  a  portion  of  the  dwellings  heat  was 

recovered.  However, the electricity used in operating the ventilation system’s fans offset this 

saving.    Energy  savings  are only  realised  in  airtight properties  (<5m3/hr/m2  at 50Pa) where 

almost all ventilation air passes through the heat exchanger (EST, 2006a).   This dwelling had 

only achieved an air tightness of 7.5m3/hr/m2 at 50Pa because the chimneys were vented. 

Following  the  calculation  of  table  10,  measures  were  again  grouped  into  incremental 

improvements  based  on  their Value  Carbon  figure  and  the  ease with which  they  could  be 

applied  to a dwelling.    Increment 1  consists of measures 1) and 2),  increment 2  consists of 36 

Page 45: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

measures 1) to 4), increment 3 consists if measures 1) to 5), increment 4 consists of measures 

1) to 7), and increment 5 is the full upgrade and consists of all measures.  The increments were 

modelled as one package and the reduction in consumption is shown in table 11. 

Increment 1 

Increment 2 

Increment 3 

Increment 4 

Increment 5 

Saving (kWh) 

Space heating  1,348  5,357  13,880  15,200  15,225Hot Water  0  1,492  1,494  1,494  1,494Cooking  0  0  0  0  0             Appliances  0  0  0  0  0Cooking  0  0  0  0  0Lighting  416  416  416  416  416Pumps and fans  0  ‐75  ‐75  ‐75  ‐199

            

Electric generated by micro CHP    2,734  1,712  1,542  1,550Gas consumption saving  1,348  6,849  15,374  16,694  16,719Electric consumption saving  416  341  341  341  217         Reduction in CO2 (tonnes pa)  0.44  3.03  4.10  4.26  4.22Total % saving  7%  50%  67%  70%  69%Cost (£)   £390   £7,440   £11,740   £15,890  £18,210Overall CO2 emissions (tonnes pa)  5.64  3.05  1.98  1.82  1.86

Table 11: Midmoor Road incremental improvements 

Table  11,  like  table  9,  shows  that  for  a  relatively  low  cost,  substantial  reductions  in  CO2 

emissions  can be made, a  total of 3.03  tonnes of CO2  (50%)  for £7,440.    It also  shows  that 

there are two significant jumps  in the CO2 reductions;  increment 1 to 2 because of the micro 

CHP and  increment 2  to 3 because of  the solid wall  insulation.   After  increment 3 has been 

applied  there  is a  severely diminished  carbon  saving potential and  the  cost  is high.   This  is 

better illustrated by figure 3. 

37 

Page 46: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Value Carbon Analysis ‐ Midmoor Road

Increment 1

Increment 2

Increment 3

Increment 4

Increment 5

£‐

£2,000

£4,000

£6,000

£8,000

£10,000

£12,000

£14,000

£16,000

£18,000

£20,000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Reduction in CO2 (%)

Cost (£

)

SAP CO2

Grid CO2

 Figure 3: Midmoor Road Value Carbon Analysis graph 

Figure 3 demonstrates  the payback  in  terms of CO2  reductions  for each £  spent.   Between 

increments 1 and 3,  the  curve  is almost  linear,  following  increment 3  the gradient  changes 

radically and there is very little carbon saving for a relatively high cost.  The difference in the 

gradient between increments 1 and 3 in the two dwellings is primarily because of cost.  Aubert 

Park  and  Midmoor  Road  achieved  53%  and  50%  CO2  reductions  by  increment  2,  and 

reductions of 65% and 67% by  increment 3  respectively.   However, by  increment 2, Aubert 

Park  and Midmoor  Road  had  cost  £5,490  and  £7,440,  and  by  increment  3  they  had  cost 

£12,190 and £11,740 respectively.  This difference in cost is because Midmoor Road included 

£1,050  of  loft  insulation  in  increment  2,  and  the  installation  of  the micro CHP  cost  £1,200 

more  because  of  additional  plumbing  work.    Contrast  this  with  Aubert  Park,  where  in 

increment 3 the solid wall insulation had cost £1,400 more and glazing had been included at a 

cost of £600.   

 

 

38 

Page 47: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Optimum refurbishment  

The  data  illustrates  that  for  different  dwellings  with  somewhat  different  refurbishment 

measure  requirements,  the gradient of  the Value Carbon curve can vary.   However,  in both 

cases there was a critical tipping point whereby additional measures were costly and provided 

little carbon saving in return.  This invites the question of what might be the optimum level of 

refurbishment.  This issue has been given little consideration in previous reports and studies, 

perhaps because most HTT refurbishments have only achieved reasonable but not exceptional 

reductions (Energy Efficiency Partnerships for Homes, 2004).   One report has considered this 

concept and specifies costs in the region of £6,500 per dwelling (WWF, 2008).  However, close 

inspection  reveals  that  the  study  relies on  radical decarbonisation of  the national  grid  to  a 

carbon  intensity  less  than half of  the  current  carbon  intensity  (Ecotricity, 2010);  this  is not 

included  in  the  costs.   Numerous  sources  agree  that  decarbonisation  of  the  nation  grid  is 

essential  to  achieve  the  required  CO2  reductions  (EST,  2006c)  (Lowe,  2007),  but  it  is  not 

guaranteed  to happen  (EST, 2008).   Consequently,  the  refurbishment measures  specified  in 

this  report would only achieve a 31%  reduction  in CO2 emissions  if  the nation grid was not 

decarbonised (WWF, 2008). 

With  the  introduction  of micro CHPs  and  innovative  insulation,  there  is  the opportunity  to 

achieve  significant  reductions  in  solid  wall  dwellings  beyond  what  has  been  achieved  in 

previous  refurbishments.   However, pursuing maximum  reductions without  considering  the 

obvious diminishing returns demonstrated by the previous data would not necessarily provide 

the best option in terms of cost and CO2. 

Given  that  the  cost  of  refurbishment  measures  is  regarded  as  a  substantial  barrier,  the 

opportunity  cost  of  the  finance  required  to  refurbish  dwellings  must  be  given  adequate 

attention.    For  example,  Aubert  Park  can  achieve  a  53%  (1.74  tonnes)  CO2  reduction  for 

£5,490, 65%  (2.11 tonnes)  for £12,190 and 68%  (2.21 tonnes)  for £22,190.   Consequently,  it 

would be more cost and carbon effective to refurbish 70a, 70b and 70c Aubert Park to each 

achieve a reduction of 53%, therefore resulting in total reduction of 5.22 tonnes for £16,470, 

as opposed to refurbishing 70a alone to achieve a reduction of 68%, therefore resulting  in a 

total reduction of 2.21 tonnes for £22,190.  The same principle also applies to Midmoor Road. 

This trade‐off analysis would be required  for each  individual case, as the diversity of the UK 

stock means  that  there  is  no  standard  refurbishment  package  for  a  dwelling.    The  same 

39 

Page 48: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

measures  could  be  applied  to  different  dwellings  and  achieve  different  CO2  reductions  for 

different costs (Jenkins, 2010).  However, the diminishing returns are evident in both the case 

studies and almost certainly would apply to other dwellings.   

The willingness‐to‐pay and reducing costs 

Achieving high levels of reductions will rely on implementing measures that are not necessarily 

deemed to be cost‐effective, in that they are unlikely to present an economic payback that is 

attractive  to  the  consumer  (Peacock, et al., 2009)  (Pett, 2004).   A willingness‐to‐pay  survey 

conducted  in 2008  found  two key  findings  in  relation  to  this.   Firstly, 78% of home owners 

thought it was the responsibility of the Government or Local Authorities to pay for at least half 

of  the  cost  of  refurbishment  measures,  only  17%  felt  that  the  home  owner  should  be 

responsible for paying for most of it (Peacock, et al., 2009).  Secondly, the principal motivating 

factor for reducing their energy consumption was reducing their energy bills (Peacock, et al., 

2009).  Not surprisingly, the occupants’ willingness to pay for measures themselves increased 

with the total household  income, the time that they were  intending to stay  in that property, 

and the perceived asset value of their properties as a result of the measures.   These results 

suggest  that  the majority  of  respondents  feel  that  climate  change  is  a  problem  has  been 

caused by the wider society rather than the individual, and consequently should be paid for by 

a societal agent.  Delivering substantial CO2 reductions in the housing sector is fundamental to 

climate  change  policy,  and  therefore  motivating  homeowners  to  adopt  responsibility  for 

implementing energy saving measures is essential. 

One way to address this problem would be make refurbishment measures more economic.  To 

do this the market would have to be improved (Jenkins, 2010).  However, the current reliance 

on market  related solutions  to achieve  infiltration of newer  technologies and  refurbishment 

measures  into dwellings  is  limited, as there  is a clear  lack of working exemplars available.   A 

lack of information relating to performance and reliability of these measures makes it difficult 

to encourage a mass market (Jenkins, 2010).  One approach would be to focus on the willing‐

to‐pay sector; households with significant disposable income and ambitions to improve energy 

efficiency  and  therefore  reduce  their  CO2  emissions  (Geroski,  2000).    This  has  been 

demonstrated with  the  capital  cost  of  IT  equipment  (Jenkins,  2010).    The  reduction  in  the 

capital cost of a measure as the number of units produced  increases, could result  in cheaper 

40 

Page 49: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

measures for the mass market, and therefore encourage higher uptake rates of that measure 

(Peacock, et al., 2009).     

Another approach would be to focus on fuel poor social housing, as this could provide a large 

number  of  exemplar  refurbishments  as well  as  reducing  fuel  poverty  (Jenkins,  2010).    This 

would  in  turn  stimulate  the  private  buyer  and  the  manufacturers,  therefore  improving 

confidence and reducing capital costs (Jenkins, 2010).  This approach would require significant 

subsidies to be made available to social housing associations.  However, substantial reductions 

in  the  cost  of  carrying  out  the  work  could  be made  because  of  the  economies  of  scale 

associated with  bulk  buying  and  large  scale  projects  (Plimmer,  2008).    This would  provide 

better  value  for  the  government.    Some  of  the wider  benefits  of  this would  be  boosts  in 

employment and Gross Domestic Product (WWF, 2008). 

Solid wall insulation 

The  data  presented  in  chapter  three:  DEMScot:  Scotland’s  domestic  energy  model  and 

numerous other research reports demonstrate that solid wall insulation has a vital role to play 

in reducing CO2 emissions.  However, the current rate of installation is low (BRE, 2008b).  The 

reasons for this are the reduction in the usable floor area of dwellings (in the case of internal 

insulation),  change of external  appearance of dwellings  (in  the  case of external  insulation), 

high costs and disruption to the occupants (BRE, 2008b).  These barriers must be overcome in 

order to increase the uptake of this measure. 

There are a variety of different solid wall types and associated finishes.  The predominant wall 

finish is masonry pointing (55%); the other significant proportion is a rendered finish (33%).  A 

further 10% has a mixture of both, and  the  remaining 2% has a non masonry natural  finish 

(BRE, 2008b).   Following  this,  solid wall  insulation can be  specified according  to  the  type of 

finish and in the presence of other obstacles.  

In theory external or internal wall insulation could be applied to almost any dwelling except in 

the  instance  of  listed  buildings.    External  insulation  is  applied  in  either  a wet  render  or  a 

cladding system. It offers the advantage of little disruption to the occupants, reduces the risk 

of  thermal bridging,  can  improve  the  look of  an  ageing and weathered  facade, and  can be 

specified  in  order  to  solve  rain  penetration  and  frost  damage  (Sustainable  Energy  Ireland, 

2005).    A minor  barrier  is  that  external wall  insulation may  require  planning  consent  as  it 

41 

Page 50: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

changes the appearance of a dwelling (Impetus Consulting, 2004), although this  is unlikely to 

apply to dwellings that are already rendered (BRE, 2008b).  Another barrier may be in the case 

of converted or purpose built flats, where all the occupiers would have to agree to change the 

external appearance  (BRE, 2008b).   The primary barrier  is  that occupants may be averse  to 

changes  in the external appearance of their homes (BRE, 2008b).   In order to overcome this, 

external wall insulation should be targeted at the 45% of dwellings that have render and non 

masonry  natural  finishes.    It  can  be  incorporated when work  to  the  exterior  is  desired  or 

necessary, thus eliminating the barrier as the work will be carried out anyway.  Any additional 

costs could be covered by government or local authority grants.   

Internal insulation is applied as a rigid insulation board or insulation fitted between studwork.  

One  of  the  barriers  to  internal  insulation  is  the  loss  of  usable  floor  area, which  has more 

significance  in dwellings under 60m2 (BRE, 2008b).   However, this was an  issue  in the Aubert 

Park refurbishment and was mostly overcome by utilising new materials that are much thinner 

than  the  standard  application  of  80mm  to  120mm  of  insulation.    These  high  performance 

materials  could  be  subsidised  by  grants  in  order  to  make  them  more  competitive  in 

comparison with the standard application.  The major barrier to this measure is the amount of 

disruption  to  the  occupants.    Realistically  this  could  only  be  applied  when  a  major 

refurbishment  takes  place,  or  on  a  room  by  room  basis  when  redecoration  takes  place 

(Impetus Consulting, 2004).    Internal wall  insulation can also be applied on a DIY basis;  this 

improves  its  appeal  to  home  owners  (Sustainable  Energy  Ireland,  2005).    Internal  wall 

insulation  lends  itself to dwellings with masonry pointing where the occupants are averse to 

changes in the external appearance of their dwelling and in the case of flats where not all the 

occupants are  in agreement of external wall  insulation  (BRE, 2008b).    It should therefore be 

targeted for the other 55% of dwellings where the occupants would resist any change to the 

external appearance of their homes. 

This  is somewhat of a simplified arrangement, and clearly the applicability of one method of 

wall insulation does not preclude another.  If the occupant is averse to internal disruption, but 

will  forego the undesired change  in external appearance, then external wall  insulation could 

be specified.  The method of selection could be approached in the manner of a flow chart that 

represents  an  algorithm.   Under  the  assumption  that  either  external  or  internal  insulation 

could be applied in respect of the previous solutions, 6.3 million dwellings could be insulated 

(BRE, 2008b), excepting  the 300,000  residential buildings  listed  as  architecturally  important 42 

Page 51: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

(Boardman,  et  al.,  2005).    Realistically,  solid  wall  insulation  would  be  best  if  it  was 

incorporated  into other works  in order to marginalise the problems stated previously; this  is 

discussed subsequently. 

Occupant disruption and occurring opportunities 

Midmoor Road incorporated the energy efficiency measures into a major refurbishment of the 

whole property.   This  is a common  feature  in demonstration refurbishment projects as both 

costs and disruption are kept to a minimum (Killip, 2008).  In 2005 £23.9 billion was spent on 

repair, maintenance  and  improvement  (Department  for Business  Enterprise  and Regulatory 

Reform, 2007).   Work which does not  incorporate energy efficiency measures  represents  a 

major missed opportunity, as it is unlikely that further substantial refurbishment work will not 

be carried out for sometime afterwards (EST, 2006c). 

These naturally occurring opportunities to incorporate energy efficiency measures need to be 

taken advantage of; they have been named trigger points (EST, 2008).  Trigger points with the 

potential  to  deliver  CO2  savings  are; moving  home,  building  an  extension,  new  kitchen  or 

bathroom,  loft  conversion,  new  windows,  new  heating  system  and  new  flooring.    These 

scenarios offer  the  following advantages;  the home owner  is already considering work  so  is 

receptive,  workpeople  may  already  be  on  site  so  the  disruption  is  minimal,  the  cost  of 

improvement will be  less and there  is scope to  incorporate  improvements that would not be 

included  after  the work  is  complete  (EST, 2008).    In order  to promote  the uptake of  these 

measures  it  is essential  that  these  trigger points  are maximised,  this  can be done by  three 

methods.  Firstly, start a programme of public engagement to encourage the public to support 

technologies and policy.  Secondly, modify the Building Regulations to extend the coverage of 

triggers  for  improving  the energy performance of homes  in  the  case of extensions and  loft 

conversions.   Finally,  increase  incentives and awareness raising activity that  targets people’s 

behaviour (EST, 2008).  

Items other than those included in the Standard Assessment Procedure  

The data presented in chapter 3: DEMScot: Scotland’s domestic energy model confirmed that 

reductions of up to 70% are possible from solid wall housing.  However, these reductions are 

based on SAP  items only; therefore emissions from cooking and appliances are not  included.  

The past four decades have seen an unprecedented increase in the use of electrical appliances 

43 

Page 52: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

and  time saving devices  (EST, 2006d).   Although  the energy efficiency of  these products has 

greatly  increased,  this  saving  has  been  outstripped  by  a massive  increase  in  demand.   On 

average, appliances and  cooking account  for 21% of  total emissions  (DCLG, 2007).    If  items 

other  than SAP  items were  included  in  the Aubert Park and Midmoor Road  refurbishments, 

the CO2 reductions would be reduced to 50% and 52% respectively if a full refurbishment was 

implemented.   Although energy use  for  cooking has been declining  (Shorrock, Utley, 2003), 

the  increase  in appliances  is viewed as a  serious  threat  to achieving  the Government’s CO2 

reduction targets (EST, 2006d).  However, appliances have a high turnover and it is likely that 

they  will  be  replaced  3  to  4  times  by  2050  (Boardman,  et  al.,  2005).    This  presents  an 

opportunity for savings as appliances are traded goods and savings can be implemented by EU 

and UK policy initiatives.  Products with improved electrical efficiency need to be brought into 

the market; however, this relies on strong policy from the EU and UK (Boardman, et al., 2005).  

This  could  be  executed  by  the  UK  Government  pressing  for  25%  of  the most  electrically 

inefficient products to be removed from the market every 3 to 5 years,  luxury products with 

disproportionately high energy use, i.e. patio heaters, should be subject to increased tax (EST, 

2006d).   Furthermore, the Building Regulations could be revised so that property developers 

must install the most efficient appliances available (Boardman, 2007).  

Evaluation of key barriers  

It  is  clear  that  cost  is  a  significant  barrier  to  the  implementation  of  energy  efficient 

refurbishment measures.  This chapter has presented the most viable solutions to overcoming 

this  barrier  and  encouraging  the  uptake  of  measures.    However,  even  accounting  for 

reductions  in  overall  costs  resulting  from market  forces,  refurbishment measures will  still 

come at a  fee, either to the home owner or the Government that has to subsidise the cost.  

The attitudes presented in the willing‐to‐pay survey pose a severe threat to achieving the 80% 

target.  It is obviously in the Governments’ best interest to transfer as much of the costs to the 

willing‐to‐pay sector.  What the Government can or cannot afford is beyond the remit of this 

dissertation.   However, the cost of refurbishing all solid wall housing  is a substantial burden 

for the Government to bear.   Consequently, the major UK political parties have only pledged 

funding  for  the  cost‐effective measures  stated  in  chapter  two:  the UK  housing  stock  (BBC, 

2010). 

44 

Page 53: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Barriers above the technical feasibility and cost of refurbishment will also affect the potential 

of  solid wall  housing  to  reduced CO2  emissions.    The  additional  three  other major  barriers 

other than cost (solid wall  insulation, occupant disruption and opportunities and  items other 

than SAP), have been addressed and an appropriate solution suggested.  However, for all the 

barriers there was no easy or quick  fix solution because they all require reinforcement  from 

government  regulation  and  policy  if  they  are  to  be  surmounted.    Having  analysed  the 

remaining barriers  to  refurbishment,  the  study will move onto  the  following  chapter where 

conclusions and recommendations will be presented.   

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45 

Page 54: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Chapter seven: conclusion and recommendations 

Conclusion 

The aim of this dissertation was to evaluate the proposed solution of refurbishing the building 

envelope and heating system, in order to determine what is required to achieve 80% emission 

reductions  so  to  answer  the  question;  what  role  can  solid  wall  housing  feasibly  play  in 

reducing CO2 emissions by 80%? 

The  first objective was  to  assess  the  improvement measures  that were  applied  to  the  two 

chosen  dwellings  individually  in  order  to  ascertain  the  applicability  of  the  refurbishment 

package to other dwellings of that type.  The outcome was that with the exception of MVHR, 

concrete  floor  insulation  and  the  solid  wall  insulation  in  some  circumstances,  the 

refurbishment measures represent a package that could be applied to other dwellings without 

major disruption and therefore could produce comparable results. 

The  second  objective was  to  confirm  that  the  case  studies were  capable  of  achieving  the 

reduction  in  emissions  that were  advocated.    This was  carried  out  by  using  the  DEMScot 

model which utilised the assumptions and methodology made by the DEMScot team relating 

to  occupants  behaviour  and  the  use  of  lights,  cooking  and  hot water.    There were minor 

differences in the results for Aubert Park and Midmoor Road, as they achieved a 2% lower and 

a 2% to 3% higher reduction respectively, in comparison to their SAP assessments.  The results 

from the modelling process suggest that  it  is technically feasible to achieve the claimed  level 

of reductions, providing the Baxi Ecogen can deliver the performance it claims.   

The  third  objective was  to  investigate  the main  barriers  to  the  refurbishment  of  solid wall 

dwellings.   Cost  is one of the primary factors that  limit the feasibility of solid wall housing  in 

achieving  significant  reductions.    This  was  dealt  with  by  exploring  the  possibility  of  less 

comprehensive  improvements and considering the Value Carbon  factor thereby bridging the 

disincentive of a significant capital cost.  The results from this established that there is a very 

clear tipping point where the diminishing returns are acute.   Consequently pursing a path of 

all‐out refurbishment would not necessarily be a prudent use of funds when considering the 

opportunity cost of the finance available. 

46 

Page 55: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

The issue of cost reduction was also explored in response to an indication that home owners 

expect  the  costs  to  be  heavily  subsidised  by Government  or  a  Local Authority.   A  possible 

solution was that market forces would be capable of reducing prices and therefore addressing 

the issues of cost.  However either the willing‐to‐pay sector had to be targeted to initiate this, 

or  homes  in  fuel  poverty  could  be  utilised  to  create  a mass market  whilst  reducing  fuel 

poverty.   The overall evidence  relating  to cost  suggests  that costs can be  reduced by either 

specifying  less work that achieves a high Value Carbon rating, or by  improving the market to 

make refurbishment measures more economic. 

Some  of  the wider  limitations  and  issues  that  reduce  the  ability  of  the  solid wall  stock  to 

achieve CO2  reductions were also  considered.    For  solid wall  insulation  the  solution was  to 

specify the type on the basis of the original wall finish or by an algorithmic process.  However, 

the evidence shows  that  there  is  little  that can be done about  the disruption caused  to  the 

occupants  from  internal  wall  insulation.    The  only  possible  solution  is  to  ensure  that  on 

occasions  where  there  is  work  being  carried  out  or  the  occupants  are  in  transition,  the 

opportunity  is  maximised  by  increasing  incentives  and  awareness,  and  by  making 

refurbishment works compulsory through the Building Regulations.   

Furthermore, the CO2 emissions produced by appliances presents a serious barrier to the 80% 

reduction target as they are not included in the SAP analyses which currently rates the energy 

performance  of  dwellings.    The  evidence  suggests  that  this  barrier  requires  strong  policy 

intervention  from  the UK Government  to  reduce  the number  inefficient  appliances,  and  to 

ensure only efficient appliance are used.    

Overall,  the  objectives  have  clarified  the  ability  of  solid wall  housing  to  contribute  to  80% 

reductions.  They have aimed to answer the question; what role can solid wall housing feasibly 

play  in reducing CO2 emissions by 80%?    It can be concluded that the role solid wall housing 

can  play  is  certainly  significant  but  refurbishment  alone will  not  be  enough.    Considerable 

emission reductions can be achieved by using innovative materials and technology.  However, 

home owners need to start accepting responsibility for making their homes energy efficient.  

Refurbishment can be cost‐effective; reductions of 50% to 53% are possible for a reasonable 

expense,  and  reductions  of  65%  to  67%  are  possible  if  the  cost  threshold  is  raised.  

Nevertheless, refurbishment measures must be supplemented by other means to achieve the 

80% reduction target. 

47 

Page 56: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Recommendations  

Given these conclusions, a number of recommendations can be proposed that aim to address 

the barriers previously highlighted and to advance this field of study.   Firstly, an appropriate 

body  such as  the Carbon Trust  carries out a  trial on  the Baxi Ecogen unit.   This  technology 

could greatly assist the delivery of the 80% reduction target if it can deliver what Baxi claims. 

Secondly, a Value Carbon methodology should be developed by  the BRE  to ensure property 

developers, housing associations and any other persons  that are  involved  in  refurbishment, 

carry  out  work  that  delivers  high  carbon  savings  for  the  lowest  cost.    This  would  also 

encourage the up‐take of refurbishments. 

Thirdly,  considerable progress  is made  regarding  the  attitudes of  the public.   This  could be 

through  awareness  campaigns  or  by  heavily  incentivising  refurbishment  work  through 

financial  rebates.    The Government  needs  to  dismantle  public  resistance  and  progress  the 

refurbishment market from the research stage to mass adoption.   

Fourthly, a swift and  robust amendment of policy and  regulation  is  implemented by  the UK 

Government.   Primarily  in  the Building Regulations so  that  the opportunities  to  improve  the 

energy performance of dwellings is not lost when renovation and maintenance is carried out.  

This  policy  should  encompass  white  goods  and  appliances  to  ensure  that  the  efforts  to 

improve energy performance of the building fabric and heating system are not offset by the 

demand  for  electronics  and  appliances;  this may  involve  working  with  the manufacturers 

themselves. 

Finally, having established that refurbishment of solid wall housing will not achieve the 80% 

reduction  target; extensive research  is carried out  that  investigates how and  to what extent 

solid wall housing can be supplemented by other means so that an overall strategy for dealing 

with Hard to treat dwellings can be specified. 

          

 

 

 

48 

Page 57: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Bibliography 

Abdullatiff, E. (2003) Development of an integrated dynamic thermal bridging assessment environment. Energy and Buildings 35 (4), 375‐382. 

Balson, T. (2009) T‐Zero Case Study: Green Living 70a Aubert Park, Islington, London. Watford, BRE bookshop. 

Baxter, L., et al. (2006) How to research. 3rd Ed, Maidenhead, Open University Press. 

Baxi. (2010a) Baxi Ecogen – FAQ’s. [Internet] Available from: <http://www.baxi.co.uk/products/frequently‐asked‐questions.htm> [Accessed 12 April] 

Baxi. (2010b) Baxi Ecogen ‐ Free Piston Stirling Engine. [Internet] Available from: <http://www.baxi.co.uk/baxiecogen> [Accessed 08 April] 

BBC. (2010) Where They Stand: Guide to party election policies. [Internet] Available from: <http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk_politics/election_2010/8515961.stm#subject=environment&col1=conservative&col2=labour&col3=libdem> [Accessed 26 April] 

Bergman, N., et al. (2010) UK Micro Generation Policy and Behavioural Aspects. Energy 162, 23‐36. 

Boardman, B. (2007) Home Truths: A Low‐carbon Strategy to Reduce UK Housing Emissions by 80% by 2050. Research Report 34. Oxford, Environmental Change institute.  

Boardman, B., et al. (2005) 40% House. Research Report 31. Oxford, Environmental Change institute.  

Building Research Establishment. (2001) Energy‐efficient refurbishment of existing housing. Good practice guide 155, Watford, BRE bookshop. 

Building Research Establishment. (2008a) Energy Analysis Focus Report: A Study of Hard to Treat Housing using the English House Condition Survey Part 1. Watford, BRE bookshop. 

Building Research Establishment. (2008b) Energy Analysis Focus Report: A Study of Hard to Treat Housing using the English House Condition Survey Part 2. Watford, BRE bookshop. 

Building Research Establishment. (2009) The Government’s standard Assessment 

Procedure for Energy Rating of Dwellings.  2005 Ed, revision 3, Watford, BRE Bookshop. 

Carbon Trust. (2007) Micro CHP Accelerator. Interim Report. London, Carbon Trust. 

49 

Page 58: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Clarke, J. A., et al. (2005) Thermal Improvement of Existing Dwellings. Glasgow, Energy Systems Research Unit. 

Cole, C. (2008) CHP and SAP – Part II. [Internet] Available from: <http://carbonlimited.org/2008/03/20/chp‐and‐sap‐part‐ii/> [Accessed 06 April 2010] 

Department for Business Enterprise and Regulatory Reform. (2007) Construction Statistics Annual 2007 [Internet] Available from: <http://www.berr.gov.uk/files/file42061.pdf> [Accessed 16 April 2010] 

Department of Communities and Local Government. (2006) Review of Sustainability of Existing Buildings. London, Communities and Local Government Publications. 

Department of Communities and Local Government. (2007) Building a Greener Future: policy statement. London, Department for Communities and Local Government. 

Department of Communities and Local Government. (2009) English House Condition Survey 2007. London, Communities and Local Government Publications. 

Department of Communities and Local Government. (2010) Building Regulations. [Internet] Available from: <http://www.communities.gov.uk/planningandbuilding/buildingregulations/> [Accessed 06 April 2010] 

Department of Energy and Climate Change. (2010b) The Standard Assessment Procedure (SAP) [Internet] Available from: <http://www.decc.gov.uk/en/content/cms/what_we_do/consumers/saving_energy/std_assess/std_assess.aspx> [Accessed 06 April 2010] 

Direct.Gov. (2010) How the UK will meet CO2 emissions targets. [Internet] Available from: <http://www.direct.gov.uk/en/Nl1/Newsroom/DG_179190> [Accessed 14 April 2010] 

Ecotricity. (2010) UK Grid live. [Internet] Available from: <http://www.ecotricity.co.uk/about/live‐grid‐carbon‐intensity> [Accessed 14 April 2010] 

Energy Efficiency Partnerships for Homes. (2004) Insulating solid walls: a challenge for local authorities and housing associations. London, Energy Efficiency Partnerships for Homes. 

Energy Saving Trust (2005) Improving airtightness in dwellings. Research Report 224. London, Energy Saving Trust. 

Energy Saving Trust. (2006a) Energy efficient ventilation in dwellings.  Research Report GPG 268. London, Energy Saving Trust. 

Energy Saving Trust. (2006b) Practical refurbishment of solid‐walled houses. Research Report 184. London, Energy Saving Trust. 

50 

Page 59: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

Energy Saving Trust. (2006c) Refurbishing Dwellings – a summary of best practice. Research Report 189. London, Energy Saving Trust. 

Energy Saving Trust. (2006d) The rise of the machines. London, Energy Saving Trust. 

Energy Saving Trust. (2008) Towards a long‐term strategy for reducing carbon dioxide emissions from our housing stock. London, Energy Saving Trust. 

Energy Saving Trust. (2010a) Lighting. [Internet] Available from:  <http://www.energysavingtrust.org.uk/corporate/Corporate‐and‐media‐site/Media‐centre/Energy‐saving‐statistics‐and‐facts/Lighting> [Accessed 20 April 2010] 

Energy Saving Trust. (2010b) Sustainable refurbishment. Research Report CE309. London, Energy Saving Trust. 

Fellows, R., Liu, A. (2003) Research Methods for Construction. 2nd Ed, Oxford, Blackwell Publishing Ltd. 

Geroski, P.A. (2000) Models of technology diffusion. Research Policy 29, 603–625 

Green Building Press. (2006) The Green building bible volume 1. Volume 1. 3rd Edition. Llandysul, Green Building Press. 

Henderson, J. (2009) Review of auxiliary energy use and the internal heat gains assumptions in SAP. (STP 09/AUX01), Watford, BRE. 

Immendoerfer, A., et al. (2008) Fit for the future: the green homes retrofit manual. London, Housing Corporation. 

Impetus Consulting. (2004) Insulating solid walls a challenge for policy makers and scheme 

managers. London, Energy Efficiency Partnerships for Homes. 

Intergovernmental Panel on Climate Change. (2001) Climate change 2001: the scientific basis. Technical Summary, Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva. 

Jenkins, D.P. (2010) The value of retrofitting carbon‐saving measures into fuel poor social housing. Energy Policy 38 (2), 832‐839. 

Jennings, P. (2006) The Green Building Bible Volume 1. 3rd Edition, Llandysul, Green Building Press. 

Killip, G. (2008) Transforming the UK’s Existing Housing Stock. London, Federation of Master Builders. 

51 

Page 60: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

King, D.A. (2004) Climate change science: Adapt, mitigate or ignore? Science 303 (5655), 176‐177. 

Knight, A. (2008) Advanced Research Methods in the Built Environment. Chichester, Wiley‐Blackwell Publishing Ltd. 

Lowe, R. (2007) Technical options and strategies for decarbonizing UK housing. Building Research and Information 35(4), 412–425. 

Mackay, D. (2009) Sustainable Energy ‐ without the hot air. Cambridge, UIT Cambridge. 

Mavrogianni, A. (2009) Space heating demand and heatwave vulnerability: London domestic stock. Building Research and Information 37 (5), 583–597. 

Met Office. (2010) UK mapped climate averages. [Internet] Available from: <http://www.metoffice.gov.uk/climate/uk/averages/ukmapavge.html> [Accessed 13 April 2010] 

Naoum, S.G. (2009) Dissertation research & writing for construction students. 2nd Edition, Oxford, Elsevier Ltd.  

NASA. (2010) Surface meteorology and Solar Energy. [Internet] Available from: <http://eosweb.larc.nasa.gov/cgi‐bin/sse/sse.cgi?+s01#s01> [Accessed 16 March 2010] 

National Oceanic Atmospheric Administration. (2010) NOAA Solar Calculator. [Internet] Available from: <http://www.esrl.noaa.gov/gmd/grad/solcalc/> [Accessed 16 March 2010] 

Office for National Statistics. (2010) Industry Consumption of Energy & Output. [Internet] Available from: <http://www.statistics.gov.uk/cci/nugget.asp?id=151> [Accessed 17 January 2010]  

OPSI. (2010) Climate Change Act 2008 [Internet] Available from:  <http://services.parliament.uk/bills/2007‐08/climatechangehl.html> [Accessed 10 April 2010] 

Oxford Environmental Change Institute. (2010) Degree Days for energy management. [Internet] Available from: <http://www.eci.ox.ac.uk/research/energy/degreedays.php> [Accessed 11 March 2010] 

Peacock, A.D., et al. (2009) Market development potential of residential refurbishment package. European Council for an Energy Efficient Economy (ECEEE), Summer Study, Cote d’Azur,  

Perry, M. (2006) A spatial analysis of trends in the UK climate since 1914 using gridded datasets. Climate Memorandum No.21. Exeter, Met Office.  

52 

Page 61: Chris Hocknell - BSc Quantity Surveying Dissertation 2010

53 

Pett, J. (2004) Affordable Warmth in ‘Hard to Heat’ Homes: a progress report. Research Report v1.1. London, Association of the Conservation of Energy. 

Plimmer, F., et al. (2008) Knock it down or do it up? Watford, BRE bookshop. 

Roaf, S., et al. (2008) Evidence on Tackling Hard to Treat Properties. Edinburgh, Scottish Government Social Research. 

Scharmer, K., Greif, J. (2000) THE EUROPEAN SOLAR RADIATION ATLAS Vol. 1: Fundamentals and maps. Paris, Presses de l'École des Mines. 

Scottish Government Social Research. (2010) Modelling Greenhouse Gas Emissions from Scottish Housing: Manual and Model. Glasgow, Scottish Government Social Research. 

Shorrock, L.D., et al. (2005) Reducing carbon emissions from the UK housing stock. Research Report 480. Watford, BRE Bookshop.  

Shorrock, L.D., Utley, J.I. (2003) Domestic Energy Fact File 2003. BRE457. Watford, BRE. 

Sturges, J. (2006) Planet earth: what we need to know about it. Leeds, Leeds Metropolitan University. 

Sustainable Energy Ireland. (2005) A detailed guide to insulating your home. Dublin, Sustainable Energy Ireland. 

Taylor, R. (1996) The Conservation and Thermal Improvement of Timber Windows. [Internet] Available from: < >[Accessed 12 April 2010] 

Taylor, R. (2009) Chimneys and Flues. [Internet] Available from: <http://www.buildingconservation.com/articles/services/chimney.htm> [Accessed 05 April 2010] 

WWF. (2008) How Low–Achieving Optimal Carbon Savings from the UK’s Existing Housing Stock. WWF, London, UK. 

Yin, R.K. (2003) Case Study Research: Design and Methods. 3rd Edition. Thousand Oaks, CA, Sage.