The current and growing importance attributed to environmental impact leads designers to combine the use of energy-efficient materials with technical solutions that maximize resources savings. Used mainly in roofing and exterior solar protection structures, the architectural membranes are however intended to participate in other constructive applications. In this sense, the main objective of this thesis is to evaluate the efficiency of constructive technologies with architectural membranes and comparing them to the conventional solutions, with focus on interventions for building’s functional refurbishment. For this: (1) it was made the analysis of the state of knowledge about refurbishment with membranes based on a project’s inventory of 70 cases; (2) it were designed and evaluated, through numerical and some experimental tests, membrane refurbishment solutions with potential to improve functional performance of existing buildings and (3) it was designed and applied a multi-criteria model, which combines decision support techniques (AHP and SAW) and a sensitivity analysis, to determine the relative efficiency of membrane solutions according to functional, technical-constructive, economic, environmental, safety, sociocultural and perceptual criteria. The relative efficiency of membrane solutions was evaluated through three tests/case studies in specific refurbishment contexts, in a close relationship to the peculiarity of existing buildings, in order to validate the use of membrane refurbishment solutions as alternatives to the conventional ones. Each study represented a common architectural approach to functional refurbishment interventions - integration, juxtaposition and replacement - filling research gaps associated with the use of refurbishment technologies with architectural membrane materials. The efficiency evaluation depends on many criteria with scales and interpretations not always converging. Thus, a multicriteria evaluation model was conceived, tested and validated, to aid the multi-level decision-making process in order to promote a holistic and structured view of the problem, making it possible to find the most efficient refurbishment solution for a set of distinct criteria. The application of this method to real case studies underlined the interest of the proposed solutions and confirmed the hypothesis that membrane refurbishment solutions constitute an efficient alternative to conventional ones. Through the different exercises/ case studies it was shown that it is possible, within a functional refurbishment action, improving different building aspects at once. In particular, it is not contradictory to target both a consistent aesthetic approach with an energy-consumption reduction and comfort improvement, with consequent economic and environmental benefits. As result, it were answered the questions: (Q1) What is the relative efficiency of membrane refurbishment solutions? (Q2) Which evaluated aspects benefit/penalize most the efficiency of membrane refurbishment solutions? (Q3) When do architectural membrane solutions constitute an efficient alternative to conventional ones for buildings refurbishment? With this thesis, it was demonstrated that architectural membrane refurbishment solutions are efficient alternatives to conventional reference ones in functional rehabilitation scenarios, especially when weight and reversibility/repeatability are important decision factors. In synthesis, refurbishment solutions with membranes allow buildings to adapt and update according to contemporary aspects of sustainability, being themselves efficient alternatives to conventional solutions, with contributions for a sustainable and innovative constructed environment. However, despite the increasing evolution of membrane materials in the recent past, there is still a long way to go so that they can be accepted and considered sustainable, also from the social and cultural point of view, especially in buildings for residential use. Finally, based on the conclusions drawn from this thesis, some clues are suggested for future developments.

La importancia actual y creciente otorgada al impacto ambiental lleva a los diseñadores a combinar el uso de materiales energéticamente eficientes con soluciones técnicas que maximizan el ahorro de recursos. Esencialmente utilizadas en estructuras de techos exteriores y protecciones solares, las membranas arquitectónicas están diseñadas para participar en otras aplicaciones de construcción. En este sentido, el principal objetivo de esta tesis fue evaluar la eficiencia de las tecnologías constructivas con membranas arquitectónicas, comparándolas con las soluciones convencionalmente utilizadas en intervenciones de rehabilitación funcional en edificios. Para ello: (1) se realizó un análisis del estado del conocimiento sobre rehabilitación de membranas, basado en un inventario de setenta proyectos; (2) se han diseñado y evaluado soluciones de rehabilitación de membranas con potencial para mejorar el desempeño funcional de las edificaciones existentes, mediante ensayos numéricos y experimentales, y (3) se ha aplicado un modelo multicriterio que combina técnicas de apoyo a la toma de decisiones ( AHP y SAW) y un análisis de sensibilidad, para determinar la eficiencia relativa de las soluciones de membranas según criterios funcionales, técnico-constructivos, económicos, ambientales, de seguridad, socioculturales y perceptuales. La eficiencia relativa de las soluciones de membranas se evaluó a través de tres ensayos / casos de estudio en contextos específicos de rehabilitación, en estrecha relación con la peculiaridad de las edificaciones existentes, con el fin de validar el uso de las soluciones de membranas como alternativas a las convencionales. Cada estudio representó un enfoque arquitectónico común para las intervenciones de rehabilitación funcional - integración, superposición y reemplazo - llenando los vacíos de investigación asociados con el uso de tecnologías de rehabilitación con membranas arquitectónicas. La evaluación de la eficiencia depende de muchos criterios con escalas e interpretaciones que no siempre son convergentes. De esta forma, se concibió, testeó y validó un modelo de evaluación multicriterio, acompañado de un análisis de sensibilidad para ayudar a la toma de decisiones en varios niveles, con el fin de promover una visión holística y estructurada del problema que permita encontrar la rehabilitación más eficiente. solución para un conjunto de diferentes criterios. La aplicación de este método a estudios de casos concretos destacó el interés de las soluciones propuestas y confirmó la hipótesis de que las soluciones de rehabilitación de membranas son una alternativa eficiente a las soluciones convencionales. Con los diferentes ejercicios se demostró que es posible, en el marco de una rehabilitación funcional, mejorar diferentes aspectos del edificio simultáneamente. En particular, no es contradictorio apuntar, simultáneamente, a un planteamiento estético coherente, con una reducción del consumo energético y una mejora del confort, con las consiguientes ventajas económicas y medioambientales. Como resultado, se obtuvieron respuestas a las siguientes preguntas: (P1) ¿Cuál es la eficiencia relativa de las soluciones de rehabilitación de membranas? (P2) ¿Qué aspectos evaluados que más benefician / penalizan la eficiencia de las soluciones de membrana? ¿Cuándo son las soluciones con membranas arquitectónicas una alternativa eficiente a las convencionales para la rehabilitación de edificios? Con esta tesis se demostró que las soluciones de rehabilitación con membranas arquitectónicas son alternativas eficientes a las soluciones de referencia convencionales, en escenarios de rehabilitación funcional, especialmente cuando el peso y la reversibilidad / repetibilidad son factores de decisión importantes. En definitiva, las soluciones de rehabilitación de membranas permiten que los edificios se adapten y actualicen según los aspectos contemporáneos de la sostenibilidad, presentándose como alternativas eficientes a las soluciones convencionales, con aportes a una construcción sostenible e innovadora. Sin embargo, a pesar de la creciente evolución de los materiales de las membranas en el pasado reciente, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que puedan ser aceptados y considerados sostenibles, también desde el punto de vista social y cultural, especialmente cuando se trata de edificios destinados a uso residencial. . Finalmente, a partir de las conclusiones extraídas de esta tesis, se sugieren algunas pistas para desarrollos futuros.

A atual e crescente importância atribuída ao impacto ambiental leva os projetistas a combinar o uso de materiais energeticamente eficientes com soluções técnicas que maximizem a poupança de recursos. Utilizadas essencialmente em estruturas exteriores de cobertura e proteções solares, as membranas arquitetónicas estão no entanto vocacionados para participar noutras aplicações construtivas. Neste sentido, o principal objetivo desta tese consistiu em avaliar a eficiência de tecnologias construtivas com membranas arquitetónicas, comparando-as relativamente às soluções convencionalmente utilizadas em intervenções de reabilitação funcional de edifícios. Para tal: (1) realizou-se uma análise do estado do conhecimento sobre reabilitação com membranas, com base num inventário de setenta projetos; (2) conceberam-se e avaliaram-se, através de ensaios numéricos e experimentais, soluções de reabilitação em membrana com potencial para melhorar o desempenho funcional de edifícios existentes e (3) aplicou-se um modelo multicritério que combina técnicas de apoio à tomada de decisão (AHP e SAW) e uma análise de sensibilidade, para determinar a eficiência relativa das soluções em membrana segundo critérios funcionais, técnico-construtivos, económicos, ambientais, de segurança, socioculturais e percetivos. A eficiência relativa das soluções em membrana foi avaliada através de três testes/casos de estudo em contextos de reabilitação específicos, numa relação de proximidade com a peculiaridade dos edifícios existentes, com o intuito de validar a utilização de soluções em membrana enquanto alternativas às convencionalmente utilizadas. Cada estudo representou uma abordagem arquitetónica comum em intervenções de reabilitação funcional - integração, sobreposição e reposição - preenchendo lacunas de investigação associadas ao uso de tecnologias de reabilitação com membranas arquitetónicas. A avaliação da eficiência depende de muitos critérios com escalas e interpretações nem sempre convergentes. Deste modo, concebeu-se, testou-se e validou-se um modelo de avaliação multicritério, acompanhado de uma analise de sensibilidade para auxiliar o processo de tomada de decisão a vários níveis, de modo a promover uma visão holística e estruturada do problema que permitisse encontrar a solução de reabilitação mais eficiente para um conjunto de critérios distintos. A aplicação deste método a casos de estudos concretos salientou o interesse das soluções propostas e confirmou a hipótese de que as soluções de reabilitação em membrana constituem uma alternativa eficiente às soluções convencionais. Com os diferentes exercícios, mostrou-se que é possível, no âmbito de uma reabilitação funcional, melhorar diferentes aspetos do edifício em simultâneo. Em particular, não é contraditório visar, simultaneamente, uma abordagem estética coerente, com uma redução do consumo de energia e uma melhoria do conforto, com consequentes vantagens económicas e ambientais. Como resultado, obtiveram-se respostas às seguintes questões: (Q1) Qual a eficiência relativa das soluções de reabilitação com membranas? (Q2) Quais os aspetos avaliados que mais beneficiam/ penalizam a eficiência das soluções em membrana? Quando é que as soluções com membranas arquitetónicas constituem uma alternativa eficiente às convencionais para a reabilitação de edifícios? Com esta tese demonstrou-se que as soluções de reabilitação com membranas arquitetónicas constituem alternativas eficientes às soluções convencionais de referência, em cenários de reabilitação funcional, sobretudo quando o peso e a reversibilidade/ repetibilidade constituem importantes fatores de decisão. Em suma, as soluções de reabilitação com membranas permitem que os edifícios se adaptem e atualizem segundo aspetos contemporâneos de sustentabilidade, apresentando-se como alternativas eficientes às soluções convencionais, com contributos para uma construção sustentável e inovadora. Contudo, apesar da crescente evolução dos materiais em membrana no passado recente, ainda existe um longo caminho a percorrer para que possam ser aceites e consideradas sustentáveis, também do ponto de vista social e cultural, sobretudo quando envolvem construções destinadas a uso residencial. Por fim, com base nas conclusões retiradas desta tese, sugerem-se algumas pistas para desenvolvimentos futuros.