October 8, 2015

2016 Code Readiness

Advanced Wall Construction

Pacific Gas and Electric Territory

Using GoToWebinar

‒ Minimize or expand the pane‒ Choose audio mode‒ Type questions

Please submit questions through the question toolbar

2

Sponsored by PG&E

These programs are funded by California utility customers and administered by PG&E under the auspices of the California Public Utilities Commission.

“PG&E” refers to Pacific Gas and Electric Company, a subsidiary of PG&E Corporation. © 2014 Pacific Gas and Electric Company. All rights reserved. 

3

Program Overviews

Drive energy efficient design and construction through incentives and design assistance– California Advanced Homes Program (CAHP): single family– California Multi‐Family New Homes (CMFNH): multifamily

Programs target two CPUC goals: – By 2015: 90% of new homes at least 20% better than 2008 code– By 2020: 100% of new homes to reach Zero Net Energy (ZNE)

Program is funded under the auspices of the CPUC– Programs may revise incentive levels and requirements during 

the program cycle– Ratepayer funded, public service

4

Upcoming Events

We look forward to continuing the conversation!

October 16‐18th Monterey Design Conference:Pacific Grove, CA 

5

Advanced Wall Construction

Panelist:David Heslam, Earth Advantage

6

WELCOME

David HeslamExecutive Director

Earth Advantageearthadvantage.org

Agenda

1. Wall Assemblies2. Moisture Management3. Cost Comparisons

8

Learning Objectives

– Discuss assembly U‐Factor of 0.065 in all climate zones– Understand which wall assemblies comply with the 2016 Title 

24 Prescriptive Code– Review issues for implementing necessary changes in your 

projects– Insure effective moisture management for high performance 

wall assemblies– Review alternative high R value wall assemblies which comply 

with 2016 Code

9

Wall Assemblies

1. Title 24 standards2. Assembly options

10

2013 Code versus 2016 Code Standards

2013 Code: Residential Package A Prescriptive Standard– Assembly U‐Factor of 0.065 in all climate zones– Typically : R‐15 + 4, 2x4 @ 16oc or R‐19 + 2, 2x6 @ 16oc

2016 Code: Residential Package A Prescriptive Standard– Assembly U‐Factor of 0.051 in all climate zones except CZ 6 & 7

Prescriptive change: performance tradeoffs will be possible and common. 

11

Wall Assembly Table 1

12

Wall Assembly Table 2

Most likely to be used in Production Housing– Wall Framing Options 

13

**Multiple combinations of similar materials will achieve these same U‐factors

U‐factor FramingStud 

SpacingCavity 

Insulation Exterior Insulation Cavity Insulation Type

0.050 2x6 24” OC R‐19 R‐4  (1") Low density fiberglass batt

0.049 2x6 16” OC R‐21 R‐4 (1") High density batt or BIB

0.048 2x6 16” OC R‐19 R‐6 (1.25") Low density fiberglass batt

0.049 2x4 16” OC R‐15 R‐8  (2") High density batt

Wall Upgrades: Advantages and Disadvantages

14

– Water vapor control– Super Insulation– Greenhouse gases 

– Labor cost– Material cost

– Planning– Floor plan– Dimensional changes– Trades Coordination

– Wavy siding and drywall– Furring details– Siding and trim details– Cavity insulation quality– Air sealing typical– Weather barrier details

Low density fiberglass batt – Option 1

15

U‐factor FramingStud 

SpacingCavity 

Insulation Exterior Insulation Cavity Insulation Type

0.050 2x6 24” OC R‐19 R‐4  (1") Low density fiberglass batt

Planning ‐Floor plan ‐Dimensional changes ‐Trades Coordination ‐Wavy siding and drywall ‐Furring details +Siding and trim details +Cavity insulation quality ‐Air sealing typical +Weather barrier details +

Water vapor control +Super Insulation  ‐Greenhouse gases  ‐

High Density Fiberglass Batt – Option 2

16

U‐factor FramingStud 

SpacingCavity 

Insulation Exterior Insulation Cavity Insulation Type

0.049 2x6 16” OC R‐21 R‐4 (1") High density batt or BIB

Planning ‐Floor plan ‐Dimensional changes ‐Trades Coordination ‐Wavy siding and drywall +Furring details +Siding and trim details +Cavity insulation quality ‐Air sealing typical +Weather barrier details +

Water vapor control +Super Insulation  ‐Greenhouse gases  ‐

Low Density Fiberglass Batt – Option 2

17

U‐factor FramingStud 

SpacingCavity 

Insulation Exterior Insulation Cavity Insulation Type

0.048 2x6 16” OC R‐19 R‐6 (1.25") Low density fiberglass batt

Planning ‐Floor plan ‐Dimensional changes ‐Trades Coordination ‐Wavy siding and drywall +Furring details ‐Siding and trim details ‐Cavity insulation quality ‐Air sealing typical +Weather barrier details +

Water vapor control +Super Insulation  ‐Greenhouse gases  ‐

High Density Fiberglass Batt – Option 2

18

U‐factor FramingStud 

SpacingCavity 

Insulation Exterior Insulation Cavity Insulation Type

0.049 2x4 16” OC R‐15 R‐8  (2") High density batt

Planning +Floor plan +Dimensional changes +Trades Coordination ‐Wavy siding and drywall +Furring details ‐ ‐Siding and trim details ‐Cavity insulation quality ‐Air sealing typical +Weather barrier details +

Water vapor control +Super Insulation  ‐Greenhouse gases  ‐

Staggered Stud Wall

19

Staggered Stud Wall

20

Planning ‐Floor plan ‐Dimensional changes ‐Trades Coordination ‐Wavy siding and drywall ‐Furring details +Siding and trim details +Cavity insulation quality +Air sealing typical +Weather barrier details +

Water vapor control ‐Super Insulation  +Greenhouse gases  +

Double Stud Wall

21

Double Stud Wall

22

Planning ‐Floor plan ‐Dimensional changes ‐Trades Coordination ‐Wavy siding and drywall ‐Furring details +Siding and trim details +Cavity insulation quality +Air sealing typical ‐Weather barrier details +

Water vapor control ‐Super Insulation  +Greenhouse gases  +

Ply‐On‐Foam (aka Thermally Broken) Shear Wall

23

Site built advanced nailing 16d @ 3”

AdvantagesFurring details +Siding and trim details +Weather barrier details +

Ply‐On‐Foam Product Example

24

10d nails @ 4” for panels having 1" of insulation

Additional resources:– Building Green Portland– Ply‐on‐foam walls increase 

energy efficiency

Moisture Management

1. Exterior water management2. Interior water management3. Drying potential

25

Moisture Management

High R value walls are vulnerable to condensation

26

Exterior Bulk Water Management

Best Practices– Flashing of all penetrations to the primary weather resistive 

barrier (WRB). – Bond break at minimum so WRB is not coated with stucco– Provide a drainage gap for bulk water and solar driven vapor 

moisture that can occur on stucco after wind driven rain.

27

Exterior Bulk Water Management ‐ Drainage Gap

Drainage Gap Options– Delta‐Dry– Mortairvent mortar deflection and ventilation system– Home Slicker Stone & Stucco rainscreen– Korax Stucco Rainscreen Panel– WaterWay rainscreen drainage mat

Further Reading on Green Building Advisor: – To Install Stucco Right, Include an Air Gap

28

Exterior Bulk Water Management ‐ Lap Siding

Best Practice– Build a ventilated rain screen

29

Prevent Interior Moisture Migration

– Implement impeccable air sealing in the walls from the interior.– Air leakage of moist interior air into the walls has the highest 

potential for moisture delivery into the walls.   90x higher

30

Image Source: Lstiburek, Joseph. Mixed-Humid Climates. Eden Prairie, MN: EEBA, 2005

Drying Potential of Assemblies

Walls must have drying potential and vapor permeable in one direction, drying to the inside or outside

Best practice is to be vapor permeable in both directions– If you use a product with a Perm Rating of <0.1 it is not vapor 

permeable and you are shutting down drying in that direction

Be careful when choosing exterior foam products.  – Perm Ratings vary with thickness of foam.  Ratings are given per 

inch, 2” of foam halves the perm rating.– If exterior rigid on the outside is impermeable make sure your 

wall can dry to the inside.  Use inside:– Vapor semi‐impermeable PVA primer and latex paint or– Smart vapor retarder31

Perm Ratings of Materials

Permeability Perm Rating Range Materials

Class I 

Vapor impermeable

<0.1 perm rubber, polyethylene, glass, alum. foil, sheet metal, foil faced polyisocyanurate insulation

Class II 

Vapor semi‐impermeable

0.1 to 1.0 perm oil‐based paints, un‐faced extruded polystyrene XPS > 1‐inch, PVA primer + 2 coats of latex

Class III 

Vapor semi‐permeable

1.0 to 10 perm plywood, bitumen impregnated kraft paper, OSB, extruded polystyrene XPS < 1‐inch, expanded polystyrene EPS, 30‐pound building paper

Class IV

Vapor permeable

> 10 permunpainted gypsum board, un‐faced fiberglass batt, cellulose insulation, some latex paints, 15 pound 

building paper, house wraps

32

Interior Drying Potential of Assemblies

Smart vapor retarders– Change permeability based upon relative humidity

33

Images: http://foursevenfive.com and http://www.certainteed.com/

Interior Drying Potential of Assemblies

Hydroscopic materials– Change to a higher permeability rating when wet

34

Cost Considerations

1. New cost study2. Cost comparison

35

Cost Considerations

How do these options compare?– A recent study takes a look at cost considerations for various 

wall assemblies

36

Unit Costs Comparison

37

* 2010 Costs Portland, Oregon

Wall Framing Exterior Sheathing

Cavity Insulation

Exterior Insulation

Water/Air Control Layer

Vapor Control Layer

Detailing at Openings

Total $/sf

1 2x6 @ 16 oc$3.73

½” plywd

$0.77

R‐21 FGbatt$0.49

None

$0.00

SBPOsheet$0.49

Smart retarder$.078

Casing + head flashing$0.54 $6.79

3 2x6 @ 24 oc$3.61

½” plywd

$0.77

R‐21 FGbatt$0.49

1” XPS

$1.86

SBPOsheet$0.49

none Casing + head flashing$0.76 $7.92

4 2x6 @ 24 oc$3.61

½” plywd

$0.77

R‐21 FGbatt$0.49

1” XPS

$2.46

SBPOsheet$0.49

none Casing + head flashing$1.09 $8.85

5 2x6 @ 24 oc$3.61

½” plywd

$0.77

R‐21 FGbatt$0.49

4” XPS

$5.17

SBPOsheet$0.49

none Casing + head flashing$1.21 $11.68

Example unit costs from the High R Walls study

Comparison Matrix of Fifteen Assembly Options

38

Additional Resources

Building America Solution Center– FREE: CAD files, images, case studies, design guides

Building Science Corporation– Advanced design guides, including: A Hygrothermal Analysis of 

Various Exterior Wall Systems

PG&E’s Pacific Energy Center – Classes, resource library

Hammer and Hand– Free Design Guides

39

Questions?

Thank you!

CMFNH:info@cmfnh.comSophia Hartkopf

Scott KesslerShannon Todd

CAHP:cahp@trcsolutions.com

Matthew ChristieKevin Robison

Michelle Waffle‐OteroDeborah Hayman

a

(866) 352‐7457