energy codes & standards update · 5/4/2018 3 ashrae 90.1‐2019 possible criteria metal...

13
5/4/2018 1 ENERGY CODES & STANDARDS UPDATE TOM CULP ANNUAL CONFERENCE APRIL 24, 2018 TOPICS ASHRAE 90.1‐2019 … and 2021 IECC Potential window area attacks NFRC

Upload: doankhuong

Post on 20-Jul-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

5/4/2018

1

ENERGY CODES & STANDARDS UPDATE 

TOM CULP 

ANNUAL CONFERENCE

APRIL 24, 2018

TOPICS

• ASHRAE 90.1‐2019 … and 2021 IECC

• Potential window area attacks

• NFRC

5/4/2018

2

ASHRAE 90.1

• ASHRAE 90.1‐2016

‐ DOE issued “positive determination” that 2016 edition reduces energy cost by 8.3% from 2013 edition.

‐ Federal buildings will start to use 90.1‐2016 later this year.

• 2018 I‐codes (including 90.1‐2016) will be adopted over next 1 – 5+ years

• Nearing completion of proposal for 90.1‐2019 criteria.

• This will likely also form basis for 2021 IECC proposals.

NEW CLIMATE ZONE MAP (ASHRAE 90.1‐2016, 2019)

NOTE: IECC as well as previous versions of ASHRAE 90.1 use the older climate zone map.  It is likely states will make local amendments to resolve differences between IECC and 90.1.

5/4/2018

3

ASHRAE 90.1‐2019 Possible CriteriaMETAL FRAMED, FIXED90.1‐2010 90.1‐2013 90.1‐2016 90.1‐2019 proposal?

Zone U U % change U % change U % change

8 0.40 0.38 ‐5% 0.29 ‐24% 0.26 ‐10%

7 0.40 0.38 ‐5% 0.33 ‐13% 0.29 ‐12%

6 0.45 0.42 ‐7% 0.36 ‐14% 0.34 ‐6%

5 0.45 0.42 ‐7% 0.38 ‐10% 0.36 ‐5%

4 0.50 0.42 ‐16% 0.38 ‐10% 0.36 ‐5%

3 0.60 0.50 ‐17% 0.45 ‐10% 0.42 ‐7%

2 0.70 0.57 ‐19% 0.54 ‐5% 0.45 ‐17%

1 1.2 0.57 ‐53% 0.57 0% 0.54 ‐5%

0 ‐‐ 0.50 0.50 0.50

SHGC overlaid with 5.5.4.5 orientation reqs:

Zone 90.1‐2016 2019? square 1.5:1 WE:NS with PF 0.1

8 0.45 0.40 0.32 0.27 0.29

7 0.45 0.40 0.32 0.27 0.29

6 0.40 0.38 0.30 0.25 0.28

5 0.38 0.36 0.29 0.24 0.26

4 0.36 0.36 0.29 0.24 0.26

3 0.25 0.25 0.25 0.21 0.23

2 0.25 0.25 0.25 0.21 0.23

1 0.25 0.23 0.23 0.19 0.21

0 0.22 0.22 0.22 0.18 0.20

Note that with a few exceptions, this is close to a ”zone shift” between 2016 and 2019, although coincidence ‐ the numbers were not developed that way.

ROUGHLYWHAT DOES THIS MEAN TO MEET U‐FACTOR FOR 90.1‐2016?

• Zone 1: Low‐e, double glazing

• Zones 2‐3:  Low‐e double glazing, thermally broken frame

• Zones 4‐5: Low‐e, thermally broken frame and pick 1:

• argon 

• high performance thermal break

• two low‐e coatings (#2 / #4)

• Zone 6:  Low‐e, thermally broken frame and pick 2:

• argon 

• warm edge spacer

• high performance thermal break

• two low‐e coatings (#2 / #4)

• Zone 7: Low‐e, thermally broken frame and pick 3:

• argon 

• warm edge spacer

• high performance thermal break

• two low‐e coatings (#2 / #4)

• Zone 8: all of the above in double glazing, or more likely, go to triple

5/4/2018

4

ROUGHLYWHAT DOES THIS MEAN TO MEET U‐FACTOR FOR 90.1‐2019?

• Zone 1: Low‐e, double glazing 

• Zones 2‐3:  Low‐e double glazing, thermally broken frame

• Zones 4‐5: Low‐e, thermally broken frame and pick 1:

• argon 

• high performance thermal break

• two low‐e coatings (#2 / #4)

• Zone 6:  Low‐e, thermally broken frame and pick 2:

• argon 

• warm edge spacer

• high performance thermal break

• two low‐e coatings (#2 / #4)

• Zone 7: Low‐e, thermally broken frame and pick 3:

• argon 

• warm edge spacer

• high performance thermal break

• two low‐e coatings (#2 / #4)

• Zone 8: all of the above in double glazing, or more likely, go to triple

+ lower 0.23 SHGC Thrm. improved + argon or WE (Z2)

+ pick 3

+ pick 2

all of these in double glazing, or go to triple

Standard TB + air (Z2 and 3)

OTHER CATEGORIES

• Nonmetal category?  Discussions to match IECC with just fixed, operable

• Still need to develop criteria for skylights, entrance doors (0.63?), semiheated spaces

FIXED OPERABLE

90.1‐2016 90.1‐2019 proposal? 90.1‐2016 90.1‐2019 proposal?

Zone U SHGC U SHGC U SHGC U SHGC

8 0.29 0.45 0.26 0.40 0.35 0.45 0.32 0.40

7 0.33 0.45 0.29 0.40 0.40 0.45 0.36 0.40

6 0.36 0.40 0.34 0.38 0.45 0.40 0.42 0.38

5 0.38 0.38 0.36 0.36 0.46 0.38 0.45 0.36

4 0.38 0.36 0.36 0.36 0.46 0.36 0.45 0.36

3 0.45 0.25 0.42 0.25 0.60 0.25 0.54 0.25

2 0.54 0.25 0.45 0.25 0.65 0.25 0.60 0.25

1 0.57 0.25 0.54 0.23 0.65 0.25 0.65 0.23

0 0.5 0.22 0.50 0.22 0.65 0.22 0.65 0.22

5/4/2018

5

SKYLIGHTS / SLOPED GLAZING

• Question raised about SHGC for skylights / sloped glazing.

• For southern climates, sun is often directly overhead.  Why is current SHGC higher for skylights than vertical fenestration?

SKYLIGHTS

90.1‐2016 2019 Hogan proposal?

Zone U SHGC U SHGC

8 0.41 NR 0.37 NR

7 0.50 NR 0.41 NR

6 0.50 0.40 0.50 0.38

5 0.50 0.40 0.50 0.36

4 0.50 0.40 0.50 0.36

3 0.55 0.35 0.55 0.25

2 0.65 0.35 0.65 0.25

1 0.75 0.35 0.65 0.23

0 0.75 0.35 0.65 0.22

OTHER ONGOING WORK FOR 2019• Thermal bridging in opaque areas, including wall / window interface.

• Prescriptive: in zones 4‐8, either align the glazing layer with the opaque wall insulation, or

• Wrap the exposed area between the window frame and the opaque wall insulation with R3 insulation or wood framing member.

• Exception for intersection between curtain wall vision glazing and opaque spandrel in a common framing system.

• Sunshades must be point load supported with limits on connector area.

• Big issue is whether there is a workable performance path, and ability to trade‐off in different areas.

5/4/2018

6

OTHER ONGOING WORK FOR 2019

• Clean up of air leakage requirements.

‐ Encourages, but does not require, whole building testing.

‐ Still can do air barrier commissioning process instead of testing.

• Limits / Requirements for renewable energy.

‐ In performance path, limited trade‐off credit to only first 5% of building use.

‐ However, also looking at prescriptively requiring a minimum amount of on‐site renewable energy

‐ Amount varies by region and building height, to meet cost effectiveness requirements. 

‐ More likely for 2021 rather than 2019 edition.

POTENTIAL WINDOW AREA ATTACKS

“why glass architecture is bad for our cities”

5/4/2018

7

POTENTIAL WINDOW AREA ATTACKS

• Not a direct attack on the prescriptive window‐to‐wall ratio (WWR)

• Instead, trying to prevent “all glass” buildings under the performance path, even if show equivalent or better energy performance.

• Currently must use better performance in HVAC, lighting, daylighting, envelope to show equivalence to prescriptive building with 40% WWR

• Some trying to set artificial limits on the envelope, even if show equivalent energy performance.

• NYC trying to limit all‐glass buildings that use CHP (combined heat & power) … and now bringing this to 90.1.

• Obviously this ignores impacts on health & well‐being, productivity, real estate values, etc.  

POTENTIAL WINDOW AREA ATTACKS

• Even without artificial limits, there is less room to trade‐off in lighting, HVAC, etc as the overall code tightens up.

• Hearing this could be an issue in California

5/4/2018

8

CALIFORNIA TITLE 24 ‐ COMMERCIAL• No big changes for fenestration in 2019 … same as 2013 and 2016:

• For VT, alternately meet effective aperture ≥ 0.11Adding VT standard for TDDs; Minor corrections for atrium daylit zones.

• BUT significant changes in lighting, chillers, cooling towers, DHW that leave less room for trade‐offs for more glazing area. 

need to push high performance products to help comply in highly  glazed buildings

Max U‐factor Max SHGC Min VT

Curtain wall / Storefront

0.41 0.26 0.46

Fixed 0.36 0.25 0.42

Operable 0.46 0.22 0.32

Whole product numbers, not just center‐of‐glass

2019 CALIFORNIA TITLE 24

• New carrot / incentive for advanced daylighting techniques.

• Give power adjustment factor (PAF) credit towards lighting power for using envelope features that provide better daylight savings

• Clerestory windows

• Fixed slats / louvers

• Light shelves

• Does not include daylight redirecting films or dynamic glazing at this point, but maybe next cycle.

• Optional, but could be important incentive to lighting designers

5/4/2018

9

NFRC

• Diffuse glazing (frit, etch, etc)

• NFRC 300 technical procedure competed for measuring solar optical properties.

• Next steps: look at NFRC 301, 302 text changes related to emissivity measurement, tolerance, CGDB/IGDB submission. 

• ILC research project for different representative samples.

• Items going back to task group or just starting:

• Simplified Residential Component Based Certification (RCBC) system

• Condensation Resistance (new Condensation Index – different than CR, CRF, TI)

• Spandrel validation

• New look at NFRC 100 standard products, sizes with commercial in mind

QUESTIONS?

5/4/2018

10

EXTRA SLIDES

OLD CLIMATE ZONE MAP (ASHRAE 90.1‐2013 AND BEFORE, AND IECC)

Areas that changed zone are circled.

NOTE: 2018 IECC is staying with the old climate zones, but it is likely states will amend to resolve differences between IECC and 90.1.

5/4/2018

11

NEW CLIMATE ZONE MAP (ASHRAE 90.1‐2016)

Areas that changed zone are circled.

NOTE: 2018 IECC is staying with the old climate zones, but it is likely states will amend to resolve differences between IECC and 90.1.

VERTICAL FENESTRATION U‐FACTORSClimate Zone 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Nonmetal framing

1.20 0.75 0.65 0.40 0.35 0.35 0.35 0.35 90.1‐2010, 2009 IECC

0.32 0.50 0.40 0.35 0.35 0.32 0.32 0.32 0.32 90.1‐2013

0.32 0.50 0.37 0.33/0.35 0.31 0.31 0.30 0.28 0.25 90.1‐2016

Same as metal framing fixed or operable 2012, '15, ‘18 IECC

Metal framing, fixed

1.20 0.70 0.60 0.50 0.45 0.45 0.40 0.40 90.1‐2010, 2009 IECC

0.50 0.57 0.57 0.50 0.42 0.42 0.42 0.38 0.38 90.1‐2013

0.50 0.57 0.54 0.45/0.49 0.38 0.38 0.36 0.33 0.29 90.1‐2016

0.50 0.50 0.46 0.38 0.38 0.36 0.29 0.29 2012, '15, ‘18 IECC

Metal framing, operable

1.20 0.75 0.65 0.55 0.55 0.55 0.45 0.45 90.1‐2010, 2009 IECC

0.65 0.65 0.65 0.60 0.50 0.50 0.50 0.40 0.40 90.1‐2013

0.65 0.65 0.65 0.60 0.46 0.46 0.45 0.40 0.35 90.1‐2016

0.65 0.65 0.60 0.45 0.45 0.43 0.37 0.37 2012, '15, ‘18 IECC

Metal framing, entrance door

1.20 1.10 0.90 0.85 0.80 0.80 0.80 0.80 90.1‐2010, 2009 IECC

0.83 1.10 0.83 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 90.1‐2013

0.83 1.10 0.83 0.77 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 90.1‐2016

1.10 0.83 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 0.77 2012, '15, ‘18 IECC

5/4/2018

12

GREEN CODESVERTICAL FENESTRATION U‐FACTORS

Climate Zone 1 2 34 except Marine 

5 and Marine 4 

6 7 8

Nonmetal framing

0.45 0.36 0.32 0.32 0.29 0.29 0.29 0.29 ASHRAE 189.1‐2014

0.48 0.35 0.31 0.29 0.29 0.29 0.27 0.24189.1‐2017 &  2018 IgCC

same as metal framing fixed or operable 2015 IgCC

Metal framing, fixed

0.51 0.51 0.45 0.38 0.38 0.38 0.34 0.34 ASHRAE 189.1‐2014

0.54 0.51 0.43 0.36 0.36 0.34 0.31 0.28189.1‐2017 & 2018 IgCC

0.48 0.48 0.44 0.36 0.36 0.34 0.28 0.28 2015 IgCC

Metal framing, operable

0.59 0.59 0.54 0.45 0.45 0.45 0.36 0.36 ASHRAE 189.1‐2014

0.62 0.62 0.57 0.44 0.44 0.43 0.38 0.33189.1‐2017 & 2018 IgCC

0.62 0.62 0.57 0.43 0.43 0.41 0.35 0.35 2015 IgCC

Metal framing, entrance door

0.99 0.75 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 0.69 ASHRAE 189.1‐2014

1.05 0.79 0.73 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65189.1‐2017 &2018 IgCC

1.05 0.79 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 2015 IgCC

AIR LEAKAGE

• Mandatory air leakage requirements.

24

Product Type Max Leakage Min Test Pressure Test Method

Windows, skylights, sliding glass doors, swinging doors

0.2 cfm/ft2or

0.3 cfm/ft2

1.57 psfor

6.24 psf

101/I.S.2/A440or NFRC 400

Curtain wall / Storefront

0.06 cfm/ft2 1.57 psfASTM E283 or NFRC 400

Commercial swinging entrance doors, revolving doors,power operated sliding doors

1.0 cfm/ft2 1.57 psfASTM E283 or NFRC 400

5/4/2018

13

GREEN BUILDING CODES

• 2018 IgCC being prepared for final publication based on ASHRAE 189.1‐2017, including:

• Prescriptive U‐factor and East & West SHGC set 5% lower than base code.

• Expanded daylighting in more space types – lighting controls and minimum effective aperture in classrooms, offices, patient rooms, conference rooms, breakrooms, library reading areas.

• New acoustic requirements – no STC or OITC requirements for windows, but background sound levels, max reverberation times, etc. for different spaces.

• Prescriptive shading requirement in zones 0–3, 4B&C.  Either minimum projection factor, automated dynamic glazing, or automated shading.  

• Operable glare control:  require view fenestration to have operable blinds or dynamic glazing in classrooms, offices, patient rooms, conference rooms, library reading areas.

• EPDs already included similar to LEED v4 (but HPDs are not)

GREEN BUILDING CODES

• Work for 189.1‐2020 / 2021 IgCC already started

• Strengthen On‐site Renewable Energy requirements

• Revisions to performance path

• zEPI (zero energy performance index) as a required performance metric in addition to energy and carbon

• district energy systems

• Revisit Views requirement proposal that was killed in committee earlier this year.

• SEHPCAC working on “tiers” proposal  

• Split current criteria into mandatory Tier 1 level, and optional higher Tier 2 and Tier 3 levels.