CBCS_Benchmarking_final_03-04-2015

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Edward Borgstein 
Mitsidi Projetos 
Benchmarking de eficiência energética 
em escritórios corporativos 
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Agenda 
Desenvolvimento do benchmark 
Modelo paramétrico 
Levantamento de dados 
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LEVANTAMENTO DE DADOS 
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Levantamento de dados 
• Levantamento remoto em 140 edifícios 
• Oito edifícios selecionados para visitas disponibilizaram dados para o 
projeto 
• Como contrapartida, receberam relatórios energéticos 
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Descrição da tipologia 
• Forma: maioria retangular ou quadrado (> 80%) 
• Área da Laje: 50% até 1.000 m², 80% até 2.000 m², > 85% até 
3.000 m² 
• Ocupação: monousuário e multiusuário 
• Consumo (EUI): 70% entre 100 e 300 kWh/m²/ano 
• Vidros: 30% pele de vidro, 70% janelas 
• Classificação: Há edifícios AAA, AA, A e B 
• Sistemas de ar condicionado: CAG, VRF, Selfs 
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Dificuldades 
• Definição de área 
• Taxa de vacância 
• Separação das áreas comuns e privativas 
• Ausência de medição adequada 
• Usos finais distintos 
• Diferenças entre monousuário e multiusuário 
• Distorção gerada pelos Datacenters 
 
 
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Usos finais de energia 
Categoria Geral Sub-Categoria 
Ar Condicionado e Ventilação 
Refrigeração 
Rejeição de Calor 
Ventilação (Insuflamento) 
Exaustão Subsolos 
Iluminação Iluminação 
Cargas de Tomada Cargas de Tomada 
Cargas Especiais 
Data Centers 
Outros 
Outros 
Bombeamento de Água Potável 
UPS’s para cargas de tomada 
Cozinhas 
Elevadores 
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Consumo por uso final 
 - 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 450,00 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
Consumo (kWh/m²/ano) 
Consumo Anual Específico por Uso Final 
Ar Condicionado e Ventilação Iluminação Cargas de tomada Cargas Especiais Outros 
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Consumo de áreas comuns 
-400,00 0,00 400,00 
Consumo (kWh/m²/ano) 
Consumo de Áreas Comuns e Áreas Privativas 
Ar Condicionado e Ventilação Iluminação Cargas de tomada 
Cargas Especiais Outros Ar Condicionado e Ventilação 
Áreas Privativas Áreas Comuns 
Área privativa desconhecida. 
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MODELO PARAMÉTRICO 
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Simulação energética 
Modelo calibrado 
Andar Tipo 
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Simulação energética 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
35 
Cargas de 
tomada 
Iluminação Ventiladores Bombas Resfriamento Rejeição de 
calor 
C
o
n
su
m
o
 (
kW
h
/m
²/
an
o
) 
Variação de consumo com uso do modelo do andar tipo 
Andar tipo Torre 20 andares 
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Simulação energética 
Chiller Torres de resfriamento Fancoil Distribuição - VAV 
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DESENVOLVIMENTO DO BENCHMARK 
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Desenvolvimento de fatores de 
correção 
• Dados coletados sobre 66 variáveis importantes 
• 35 variáveis selecionadas e classificadas como dependentes 
ou independentes 
• Estudos de sensibilidade realizados 
• Fatores de correção desenvolvidos para variáveis sobre as 
quais o usuário e proprietário não têm controle 
• Eficiência definida para edifícios típicos e boa prática 
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Usos finais 
Consumo final Consumo (kWh/m².a) 
Refrigeração (Chillers, compressores) 60-100 
Rejeição de Calor 10-15 
Ventilação (Insuflamento) 9-20 
Cargas de tomada 20-45 
Iluminação 30-40 
Estacionamento (Subsolos) 0-15 
Bombeamento de Água (potável) 1-3 
Data centers 0-200 
Cozinha 0-25 
Elevadores 4-14 
Outros usos especiais 0-50 
Simulação 
Cálculo 
manual 
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Clima e ar condicionado 
80 
90 
100 
110 
120 
130 
140 
150 
160 
170 
180 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 
C
o
n
su
m
o
 (
kW
h
/m
²/
an
o
) 
Grau horas de resfriamento ('000), bulbo úmido, temperatura base 15 graus 
GRH e consumo total 
Baseline Proteção Solar Proteção solar e externo 
WWR-50 Linear (Baseline) Linear (Proteção Solar) 
Linear (Proteção solar e externo) Linear (WWR-50) 
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Clima e ar condicionado 
80 
90 
100 
110 
120 
130 
140 
150 
160 
170 
180 
0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 
C
o
n
su
m
o
 (
kW
h
/m
²/
an
o
) 
Irradiação solar direta (MWh/m².ano) 
Irradiação solar direta 
Baseline consumo total Proteção Solar Proteção solar e externo WWR-50 
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Clima e ar condicionado 
0% 
10% 
20% 
30% 
40% 
50% 
60% 
70% 
80% 
90% 
100% 
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 
D
is
tr
ib
u
iç
ão
 
Consumo (kWh/m²/a) 
Eficiência de edifícios com diferentes sistemas de ar condicionado 
Fancoil 
Self 
Split 
VRF 
Estatística Mediano Média Desvio padrão Amostra 
Fancoil/CAG 274,0 320,0 231,3 28 
Self 253,4 271,2 116,0 16 
Split 220,3 243,9 173,5 4 
VRF 200,8 200,8 n/a 1 
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Clima e ar condicionado 
0,00 
0,10 
0,20 
0,30 
0,40 
0,50 
0,60 
0,70 
0,80 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
120 
140 
160 
180 
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 
C
o
n
su
m
o
 d
e
 á
gu
a 
(m
³/
m
²/
an
o
) 
C
o
n
su
m
o
 (
kW
h
/m
²/
an
o
) 
GHR ('000) 
Consumo de ar condicionado com diferentes chillers 
Chiller a água (COP 4,8) Chiller a água (COP 5,6) Chiller a ar (COP 3,0) 
Importante considerar redução de eficiência com condensação 
a ar, mas isso resulta em importantes economias de água. 
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Clima e ar condicionado 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
120 
140 
160 
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 
C
o
n
su
m
o
 (
kW
h
/m
²/
an
o
) 
Área da laje (m²) 
Relação de consumo energético com tamanho da laje 
Rio de Janeiro - RJ São Paulo - SP Linear (Rio de Janeiro - RJ) Linear (São Paulo - SP) 
Impacto: 5% 
Existe uma relação entre área da laje e consumo energético, 
mas a relação é baixa. 
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Densidade de ocupação 
y = -4,1472x + 300,56 
0 
50 
100 
150 
200 
250 
300 
350 
400 
450 
500 
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 
C
o
n
su
m
o
 (
kW
h
/m
²/
an
o
) 
Densidade de ocupação (m²/pessoa) 
Efeito da densidade de ocupação no consumo energético 
Simulação Estatístico m²/pessoa Linear (Estatístico m²/pessoa) 
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Ventiladores e bombas 
Ventiladores 
• Considerar: 
– Exaustão 
– Renovação de ar e 
– Ventilação para transferência 
de calor 
Bombas 
• Considerar: 
– Bombas de água gelada 
– Bombas de água de 
condensação 
– Água potável 
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Medição do CPD 
• Consumo dominante em edifícios 
corporativos 
• Submedição é importante 
• Na ausência de submedição, 
consumo pode ser estimado com 
medições pontuais 
• Potencial significativo para 
melhoria 
• Necessita de estudo dedicado 
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Outros usos finais 
Elevador 
• Número de elevadores 
• Velocidade e potência 
 
Bomba de água potável 
• Consumo de água 
 
Estacionamento 
• Ventilação/exaustão 
• Iluminação e controle 
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Fatores de correção 
Grupos de consumo Correções permitidas 
Refrigeração e rejeição de calor 
• Clima 
• Porcentagem de abertura na fachada 
• Condensação a ar ou a água 
Ventilação • Volume constante ou volume variável 
Iluminação • n/a 
Cargas de tomada • Densidade de ocupação 
Estacionamento • Área de estacionamento 
Bombas de água potável • n/a 
Elevadores 
• Número de andares 
• Número de elevadores 
CPD • Submedição do CPD 
Cozinha e restaurante • Submedição da cozinha 
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Benchmarks 
Simples: 
Consumo = k_0 + (k_1 * GHR) + (k_2 * A_estac) + E_CPD 
 
Detalhado: 
Consumo = c_0 
 + c_1 * GHR 
 + c_2* (PAF - 40) 
 + c_3 * Cond_Ar 
 + c_4 * A_estac 
 + c_5 * CAV 
 + c_6 * (N_func – N_f,média) 
 + c_7 * N_Andares * N_Elevadores 
 + E_CPD + E_Cozinha 
Constantes definidas para 
consumo típico e para 
boa prática 
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Dados de entrada 
Variável Unidade Modelo 
Área útil condicionada m² 
Simples 
Taxa de ocupação % 
Clima GHR ('000) 
E_CPD kWh/ano 
A_estac m² 
PAF % 
Detalhado 
Cond_Ar? Sim/Não 
CAV? Sim/Não 
N_funcm²/pessoa 
N_andares # 
N_elevadores # 
E_Coz kWh/ano 
Multiusuário? Sim/Não 
Multiusuário Ventilação Comun/Privativa 
Resfriamento Comun/Privativa 
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Comparação com benchmarks 
0 
50 
100 
150 
200 
250 
300 
350 
400 
450 
Ed.1 Ed.2 Ed.3 Ed.4 Ed.5 Ed.6 Ed.7 
C
o
n
su
m
o
 t
o
ta
l (
kW
h
/m
².
an
o
) 
Consumo medido Consumo típico Boa prática 
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Comparação com benchmarks 
-200 -150 -100 -50 - 50 100 150 200 
Benchmark 
Consumo real 
Iluminação Cargas de tomada Ventilação 
Refrigeração e rejeição de calor Estacionamento Iluminação (área comum) 
Elevador Bombeamento de água potável CPD 
Áreas privativas Áreas comuns 
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Obrigado 
Edward Borgstein 
edward@mitsidi.com 
 
www.cbcs.org/benchmarkingenergia 
mailto:edward@mitsidi.com
http://www.cbcs.org/benchmarkingenergia