Implementing Passive House in Multifamily Buildingsaea.us.org/wp-content/uploads/2015/12/G2-Adam-Romano.pdf · Buildings –Determination of Air Permeability of Buildings – Multipoint

1

Building Bridges to Net Zero

Implementing Passive House in Multifamily Buildings

A Systems Based Approach to Quality and Continual Improvement.

Adam Romano, AEA

2MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

John Tooley, Advanced Energy

“We’re striving for the right work done  right, right?”

3MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Systems Thinking

A system is a whole that derives its characteristics from the interactions of its 

essential parts… and none taken separately. 

4MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Multifamily Buildings are a SystemA multifamily building is a system which derives its characteristics 

from the interactions of its essential parts… and none taken separately. 

Occupants 

Structure 

Mechanicals 

5MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Building System

Occupants•Adults •Children •Seniors•Pets

Mechanicals•Heating/Cooling •Ventilation•Distribution •Controls

Structure•Walls•Air Barrier•Windows/Doors•Insulation•Foundation  

Environment •Air Flow •Heat Flow •Moisture Flow

6MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Building a Passive House Requires System Thinking

Image courtesy of Passive House Academy

7MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Passive House

Occupant•Comfortable•Indoor Air Quality •Economical to Operate

Mechanicals•Heat Recovery Ventilation•Appropriately Sized Mechanicals  

Structure•Optimized Orientation• Durable •Resilient 

Enclosure•Air Tight Continuous Insulation•Thermal Bridge Free

8MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

It’s the Interactions of the Essential Parts

Addressing the parts taken separately, will not improve the system as a whole.

9MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

The characteristic of a car is to take us from point A to point B

A car is a system made up of essential parts.

10MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

It’s the Interactions of the Essential PartsNo essential part can take us from 

point A to point B, only the car as a 

whole can.

11MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Define Quality Define Quality 

• Passive House Standard

Blame Free WorkplaceBlame Free Workplace

• Process Focused • Prevention Culture 

• Learn from Failure 

Train for Competency Train for 

Competency 

• Visual • Auditory • Tactile • Kinesthetic 

Commit to Continual 

Improvement 

Commit to Continual 

Improvement 

• Identify the Problem 

• Implement the Optimal Solution 

• Track the Results

Manage the 

Interactions

12MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Process Focused“Inspection with the aim of finding the bad ones and throwing them out is too late, ineffective, and costly. Quality comes not from inspection, but from improvement of the process”‐ Dr. William Edwards Deming

“Common people managing a superior process are better than superior people managing a poor process”‐ Toyota 

13MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

All Work is a Process

Process fails more than people. 

Blame should fall on the process, not on the people.

Quality is impossible if people are afraid to tell the truth.

14MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Focus on Quality

The desired outcome of quality must be conformance to requirements. 

(Passive House Standard)

Work Done Right

15MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

16MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

17MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Process Fails More Than People

Prevention Culture 

Learn from Failure

18MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Passive House Airtightness• Passive House Requirement: 0.6 ACH50

• Define Quality: ABAA Master Specification (conformance to requirements)

– Material Performance – Assembly Performance – Connections to Adjacent Materials– Execution of Air Barrier Installation– Quality Assurance Program 

19MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Design Enclosure Assembly

20MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Design Mock-Up

21MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Build and Test Mock-Up

22MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Train for Competency

The biggest cause of training failure is not applying what was learned on the job site. Training must be reinforced on site in order to be effective 

23MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Execute Air Barrier Installation

24MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Quality ControlCommit to Continual Improvement

• ASTM D 4541: Standard Test Method for Pull‐Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers. – Destructive testing using a 4” disk and an 

adhesion tester. – Force as applied in a steady and incremental 

fashion (1 revolution per min.) – The gauge will display the force being applied 

and the limit stop dial will register the peak force just before there is a separation. 

25MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Quality ControlCommit to Continual Improvement

• ASTM E 1186: Standard Practices for Air Leakage Site Detection in Building Envelopes and Air Barrier Systems. – Detection Liquid Air Testing – Sound Transmission– With pressure differential established (min +/‐ 25pa) 

• IR Thermography (min ∆T 10oF)• Smoke Tracers

Image courtesy of Air Barrier Association of America

26MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Quality ControlCommit to Continual Improvement

• ASTM E 783: Standard Test Method for Field Measurement of Air Leakage Through Installed Exterior Windows and Doors.– AAMA 502: requires the field measured leakage to be no more than 1.5 times the laboratory testing. 

27MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Quality ControlCommit to Continual Improvement

• ASTM E 779: Standard Method for Determining Air Leakage Rate by Fan Pressurization.– Multipoint Regression Test – USACE modified 75pa, 10 points, 

pressurization and depressurization. • 0.25 CFM75/ft

2 of Enclosure Area

• EN 13829: Thermal Performance of Buildings – Determination of Air Permeability of Buildings – Multipoint Regression Test – Passive house modified:

• Pressurization and depressurization• Because of favorable area to volume 

ratio for large buildings (>141,258ft3) building are encouraged to meet 0.03 CFM50/ft

2 of Enclosure Area

Image courtesy of Air Barrier Association of America

28MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Quality ControlCommit to Continual Improvement

The Balanced Fan Depressurization/Pressurization method has been developed to allow for the airtightness testing of specific spaces within the multifamily building.  

This method requires pressurizing the test apartment, followed by all of the adjacent spaces (adjacent apartments and hallway) one at a time, so that the air leakage to those spaces can be isolated. 

29MULTIFAMILY BUILDINGS 2015:  BUILDING BRIDGES TO NET ZERO

Closing Points• Focus on systems thinking.

– Manage the interaction of the essential parts.  

• All work is a process, change the process if its not working. – Remember, process fails more than people.

• Focus on quality.– Work done right. 

• Train for competency. – Reinforce training on site. 

• Commit to continual improvement. – Plan, Do, Check, Act.