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.