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[11] Mohamed A, Hasan A, Sirén K. 2014. Fulfillment of net-zero energy build...
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[26] Ross A, Alcalá ML, Small III AA. 2007. Modeling the Private Financial R...
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  1. 1. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 EDIFÍCIOS SUSTENTÁVEIS – “GREEN BUILDINGS”: REVISÃO DO ESTADO DA ARTE Filipe A.D. Moleiro 1, Nuno M.F. Almeida 2 e Susana I.R. Ribeiro 3 1 Escola Superior de Tecnologia e Gestão - Instituto Politécnico de Leiria; 2110692@my.ipleiria.pt 2 Escola Superior de Tecnologia e Gestão - Instituto Politécnico de Leiria; 2110760@my.ipleiria.pt 3 Escola Superior de Tecnologia e Gestão - Instituto Politécnico de Leiria; 2110421@my.ipleiria.pt RESUMO: Neste trabalho será feita uma revisão do estado da arte do tema Green Buildings, onde será explicado o conceito que está subjacente ao mesmo mas também onde serão identificados conceitos que são de alguma forma idênticos (“Net Zero Energy Buildings”,”Passive House”, etc). Para materializar estes conceitos será feita uma revisão das ferramentas mais utilizadas para medir, quantificar e avaliar os edifícios (LCA, LEED, BREEAM, etc), tendo em conta os parâmetros que habitualmente avaliam (eficiência no uso de água, energia, materiais, poluição, resíduos, etc), fazendo um apontamento acerca do panorama português. Concluiu-se que esta proliferação de conceitos e ferramentas de avaliação conduzem a uma dificuldade acrescida para o esclarecimento dos utilizadores, até porque de uma forma genérica almejam o mesmo objetivo geral – a sustentabilidade. Relativamente ao aspeto económico, apesar de terem um custo inicial mais elevado, de um modo geral estas soluções são vantajosas a médio prazo, mantendo as condições de conforto para o qual são projetadas, melhorando a pegada ecológica dos edifícios. Urge uma maior disseminação e consciencialização destas práticas junto dos maiores intervenientes no processo construtivo, para o qual se recomendam um continuado investimento em investigação, partilha de conhecimento, legislação e adoção de práticas construtivas amigas do ambiente e investidores. PALAVRAS-CHAVE: Construção sustentável, LCA, LEED, BREEAM, NZEB.
  2. 2. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 INTRODUÇÃO Ao longo da história da humanidade o Homem tem vindo a desenvolver a sua atividade construtiva com base na sua inventividade, recorrendo aos recursos naturais como matéria-prima. À medida que os processos construtivos se foram desenvolvendo, novos materiais foram sendo introduzidos, novos produtos, máquinas e um sem fim de aplicações no sentido de proporcionar não só um local de abrigo, mas acima de tudo um lar – onde todas as condições de conforto possam ser preenchidas. Todas estas atividades no entanto, geram resíduos, desperdício, perdas energéticas. É referido em vários estudos [1-5], que aproximadamente 20-40% de todo o consumo de energia nos países desenvolvidos se deve aos edifícios. O impacto negativo dos edifícios estende-se ainda às emissões atmosféricas, resíduos sólidos, uso de recursos naturais, uso de água, entre outros [6]. Dada a limitada existência de recursos naturais, bem como devido ao impacto negativo no ambiente destas atividades, têm sido criadas técnicas, conceitos e até legislação que permitem, a partir de energias renováveis e métodos construtivos específicos, criar edifícios “amigos do ambiente” (balanço energético positivo e não poluentes), mas também mantendo todos os níveis de conforto para o qual são projetados mantendo ainda os níveis de investimento e rendibilidade dentro dos parâmetros desejados. Este conceito de ter edifícios sustentáveis, de uma forma simplista, aliado a determinados procedimentos é o chamado “Green Building”. Este trabalho pretende dar a conhecer o estado da arte deste tema de uma forma global, focando ainda o caso português. Para tal serão introduzidos os conceitos deste e outros temas que se assemelham a este para que se tenha uma visão global deste assunto e de seguida serão introduzidas as ferramentas que estão na base da quantificação da eficiência de cada edifício, para que se possa atribuir determinada classificação ao mesmo, classificação esta que nos indica se realmente se trata de um Green Building ou não, e se o for, que tipo de Green Building (mais ou menos eficiente). Depois da introdução dos conceitos e ferramentas será feita uma análise com base em estudos e casos de estudo de vantagens e desvantagens da utilização deste conceito. Estes conceitos e métodos são, até ao momento, de aplicação voluntária, ou seja, parte da iniciativa dos intervenientes no processo construtivo de optarem por usá-los (embora hajam metas ambientais a cumprir pelos países devido às alterações climáticas e efeitos de estufa). Conforme já foi referido, paralelamente ao conceito do tema em estudo existem outros conceitos que em muito se assemelham ou cruzam com o Green Buildings numa ótica de sustentabilidade (Fig.1), e que será importante perceber quais são, e como podem acrescentar valor ou não.
  3. 3. Fig. 1_Elementos que compõ U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA IPLEIRIA, Maio 2014 compõem o triângulo da sustentabilidade de um empreendimento [7] O conceito de sustentabilidade aplicado aos edifícios (Green Building), surge d crescente necessidade de minimizar os garantindo no entanto um equilíbrio socioeconómico. sustentabilidade do processo construtivo impactos ambientais, maximizar as condições de confor investimento para os promotores e comunidade em geral, e finalmente, levar em consideração o ciclo de vida do projeto medição de vários parâmetros térmica e eficiência dos materiais al. [3], adotando estratégias de redução da procura energética, aumento da eficiência energética e pela aplicação de técnicas de design passivas. mundial – World Green Building Council órgãos aderentes existentes em vários países. Estes organismos mediante a avaliação de vários parâmetros atribuem uma cotação em forma de pontuação ao edifício avaliado mediante o seu desempenho. A título de exemplo, o Green parâmetros (management, indoor environmental quality, energy, transport, water, material, land use and ecology, emissions, and inovation) separando os edifícios em várias categorias (Education, Office, Industrial, Healthcare, Office Interiors, Retail Ce Multiunit Residential, Communities, and Interiors) conseguidos é atribuída uma classificação: 4 Star (45 74 pontos – Australian Excelence) e 6 Star (mais de 75 pont devido à impactos ambientais provocados pela construção, Este conceito procura ste garantir a assentando em 4 vetores principais: minimizar os conforto dos ocupantes, to retorno do [8]. Estas linhas orientadoras são colocadas em prática através da parâmetros, entre os quais: : eficiência energética do edifício, performance [9], os níveis pretendidos são atingidos, segundo , Joelsson et Atualmente e existe um órgão (WGBC), que coordena a atividade dos vários Building Council Australia (GBCA) avalia 9 Centre, ntre, Public Building e Interiors). Mediante o número de pontos 45-59 pontos – Best Practice), 5 Star (60 pontos – World Leader) 60- [10]. Existem no entanto, outros conceitos que seguem uma idêntica linha de pensamento: Os “Net Zero Energy Buildings” Buildings (NZEB) são edifícios onde os gastos energéticos anuais deverão ser compensados por ganhos energéticos provenientes d de e energias renováveis. Ou seja, através do uso de energias renováveis conseguir produzir a energia suficiente para compensar a energia necessária para consumo. eficiência energética dos edifícios (Energy Performa até ao final de 2020 todos os edifícios novos deverão ser “nearly zero energy buildings”, ou seja, ter um balanço energético praticamente nulo Efetivamente a diretiva Europeia relativa à Performance of Buildings – [11]. EPBD) especifica que Por outro lado podemos também falar no conceito “Smart Building” (Edifício Inteligente), também um conceito que existe há vários anos, e que ganhou alguma relevância na última década. De uma forma simples, consiste em tirar partido dos vários equipamentos
  4. 4. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 tecnológicos existentes que possam munir um edifício de forma a melhorar a sua performance energética (aumentando eficiência e logo reduzindo impacto ambiental), e a aumentar o conforto dos ocupantes [12]. Outro conceito existente é o “Passive House” (casa passiva), que surgiu nos anos 90 na Alemanha e que consiste na adoção de práticas de projeto e de construção específicas com o objetivo de maximizar a eficiência energética dos vários elementos construtivos (paredes, tetos, janelas, pavimentos…), bem como das diversas redes instaladas com o propósito de minimizar as perdas energéticas. Este conceito incide particular atenção no controlo da insulação e pontos de sombreamento, permitindo manter o conforto dos ocupantes (sem recurso a equipamentos de aquecimento/arrefecimento) durante maior número de horas, reduzindo consequentemente o consumo de recursos energéticos e reduzindo também a poluição afeta aos mesmos. Materializando este conceito, a quantificação é posteriormente feita, fixando limites para as necessidades energéticas de aquecimento, para as necessidades energéticas de arrefecimento, para as necessidades de energia primária, estanquidade ao ar, oscilação da temperatura interior e duração do excesso de temperatura. Mais informações podem ser consultadas em [13-14]. FERRAMENTAS DE AVALIAÇÃO E VALIDAÇÃO DE EDIFÍCIOS Para que todos os conceitos anteriormente descritos sejam colocados em prática (quantificados/parametrizados), têm sido criadas diversas ferramentas/metodologias que permitem avaliar e implementar as medidas preconizadas em cada conceito. Algumas das mais comuns internacionalmente são: “Leadership in Energy Environmental Design” (LEED) - é um dos sistemas mais utilizados, de origem norte americana, e à semelhança de outros, utiliza um software de simulação (Building Performance Simulation – BPS), que lhe permite prever as necessidades e performances energéticas dos edifícios. Estes diferentes sistemas de avaliação utilizados (LEED ou outros), têm sido alvo de diversos estudos (p.e. [15-17]), no sentido de perceber as discrepâncias que apresentam uns face aos outros. O sistema LEED é dividido em diferentes áreas de atuação (new construction and major renovations, existing buildings, commercial interiors, core and shell, schools, retail, healthcare, homes, neighborhood development) e utiliza várias categorias de avaliação, às quais são atribuídas pontos: Sustainable site (26 créditos disponíveis), Water efficiency (10 créditos disponíveis), Energy and atmosphere (35 créditos disponíveis), Materials and resources (14 créditos disponíveis), Indoor environmental quality (15 créditos disponíveis) e Innovation (6 créditos disponíveis). Aos pontos totais angariados é atribuída uma classificação (Platinum: >80, Gold: 60-79, Silver: 50-59 e Certified: 40-49) [15]. Por outro lado existe também o “Building Research Establishment – Environmental Assessment Method” (BREEAM) é um sistema semelhante ao LEED, foi criado no Reino Unido e é também um sistema bastante disseminado pelo mundo. As suas áreas de atuação são várias (New construction, Refurbishment, Code for sustainable homes, Communities, In-use), tendo categorias de avaliação às quais são atribuídas pontos e peso face à avaliação final (Management, Health and Wellbeing, Energy, Transport, Materials, Waste, Land use and ecology, Pollution e Innovation). A classificação final é dividida em vários escalões (Outstanding: >85%, Excellent: 70%, Very Good: 55%, Good: 45%, Pass: 30% e Unclassified: <30%). [15].
  5. 5. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 Os sistemas anteriormente descritos fazem uma avaliação do ciclo de vida dos materiais/produtos mais ou menos extensiva quantificando no seu percurso os seus impactos ambientais e energéticos, no entanto, existe um conceito que é o “Life Cycle Assessment” (LCA), que é utilizado pelos anteriores (mas não na sua plenitude), que é mais extensivo. Ou seja, LCA é um sistema de análise e acompanhamento da eficiência de vários aspetos (principalmente energéticos e de impacto ambiental), ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício. O seu âmbito engloba os impactos desde a extração da matéria-prima, passando pela manufatura e acabando nos resíduos gerados (na demolição, por exemplo) e métodos reciclagem – habitualmente chamado de “cradle to grave”. Mais informação em [4,18]. Existem no entanto muitas mais ferramentas similares, utilizadas em todo o mundo: Green Building Council of Australia (GBCA – Australia), Green Mark Scheme (Singapura), DGNB (Alemanha), Comprehensive Assessment System for Built Environment Efficiency (CASBEE, Japão), Pearl Rating System for Estidama (Abu Dhabi Urban Planning Council), Lider A (Portugal), SB Tool (Canada, com uma adaptação para português: SB Tool PT), etc. Todas utilizam conceitos semelhantes, formas de atuação com as suas características próprias, mas que procuram essencialmente objetivos comuns: eficiência energética, menores impactos ambientais, manutenção do conforto dos utilizadores, inovação. Pode ainda ser questionada a possibilidade de aliar a estas ferramentas conceitos e metodologias que estão atualmente em franco crescimento, podendo também acrescentar valor ao que já é feito, referimo-nos ao “Building Information Modeling (BIM) – movimento que se pretende afirmar como uma mudança de procedimentos desde o projeto à manutenção do edifício, procurando incluir em todo este processo informação paramétrica de cada elemento construtivo, que maximize a eficiência e minimize os desperdícios/resíduos ampliando a comunicação entre todos os intervenientes do processo [19]. É pertinente pensar que facilmente este conceito poderá ser utilizado em simbiose com o LEED, BREEAM, ou outro similar na obtenção de um Green Building [20], o mesmo acontece com o “Lean Construction”, ou seja partindo dos conceitos de gestão de processos produtivos como o “lean manufactoring”, dos quais a empresa Ford foi pioneira, ou mesmo o “lean thinking” e aplicando estas metodologias à gestão de empreendimentos (projeto – construção – recursos humanos – materiais…), chegamos, resumidamente aquilo que chamam Lean Construction. O objetivo deste conceito passa (também), por atingir um equilíbrio entre o uso de recursos humanos e materiais, permitindo às empresas reduzir custos, eliminar desperdícios e cumprir prazos [21]. Mais uma vez podemos depreender que é um conceito que se aproxima do tema deste trabalho. ANÁLISE QUALITATIVA DO CONCEITO GREENBUILDING E DAS FERRAMENTAS MAIS UTILIZADAS PARA A SUA APLICAÇÃO Conhecendo agora o tema em questão e o que o rodeia (seja em termos de sinergias movimentadas, seja em termos de possíveis sinergias), importa perceber se este conceito é realmente viável? Se é efetivamente mais proveitoso? Existem numerosos estudos acerca deste tema, em países desenvolvidos e em países em desenvolvimento, estudos que apontam as inúmeras vantagens de seguir as pisadas Green Building, estudos relacionados com o impacto económico no preço de mercado deste tipo de edifícios, mas também estudos que confrontam os custos de uma construção “Green” versus construção tradicional [22-25]. Efetivamente a maioria refere vantagens energéticas e ambientais neste tipo de construção,
  6. 6. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 apontando um maior custo inicial, mas conseguindo ao longo do tempo ter o retorno financeiro [26]. Existem, no entanto, estudos focados na satisfação e conforto dos ocupantes e não apenas na eficiência energética/impacto ambiental e que defendem haver uma discrepância na perceção da qualidade deste tipo de construção por parte dos seus utilizadores. Ou seja, os melhores Green Buildings foram melhor classificados que os melhores edifícios convencionais, no entanto entre os piores classificados também se situam os Green Buildings, o que mostra haver ainda algum percurso a fazer no que concerne à consciencialização dos utilizadores e suas práticas de uso [27-28]. Segundo o estudo realizado por Li et al., a China como um dos maiores emissores de dióxido de carbono do mundo, bem como um dos maiores consumidores de energia, necessita urgentemente de aderir ao movimento Green Building e existem efetivamente, alguns projetos piloto a emergir nesta área, mas considera ainda serem pouco significativos e a necessitar de maior divulgação, investimento em investigação e legislação [29]. Num caso de estudo realizado em Israel [30], conclui-se que um Green Building apresenta um custo inicial mais elevado (até 10%), mas que acaba por trazer um retorno financeiro num futuro próximo devido às políticas construtivas e ambientais implementadas. É pertinente fazer neste ponto um paralelismo entre o que está a ser feito internacionalmente com o que está a ser feito em Portugal. Atualmente existem já algumas empresas a atuar com estes princípios (adotando por razões várias os diferentes conceitos existentes: Green Building, NZEB, Passive House…), e utilizando as várias ferramentas disponíveis (LCA, LEED, BREEAM, SB Tool PT ou Lider A, entre outras). A escolha sobre o tipo de ferramenta de avaliação a utilizar tem sido objeto de vários estudos [31-34]. Cabeza et al. referem que os inúmeros estudos feitos acerca da utilização de LCA têm sido acerca de edifícios exemplares, ou seja, já de si edifícios projetados para serem de baixo consumo energético focando pouco a aplicação LCA em edifícios tradicionais, bem como uma falta de padronização nos métodos de avaliação praticados devido a características intrínsecas aos vários países (tipo edifício, clima, regulamentos locais, etc) [4], ou seja torna-se difícil padronizar os procedimentos para adaptá-los diretamente a um determinado país, o que poderá atrasar a integração dos Green Buildings nesse país. Em [16] refere-se que as várias ferramentas são efetivamente muito semelhantes, embora cada uma com suas características próprias mas todas têm uma grande subjetividade em alguns campos pois dependem de inspeções e opiniões técnicas individuais e defendem ainda que seja qual for a ferramenta adotada o critério “Energia” é o que mais peso tem na classificação final.
  7. 7. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 Fig. 2_Sonae Maia Business Center – 1º Edifício LEED Gold da Península Ibérica No domínio português, podemos dizer que Portugal está alerta, está a inteirar-se destes temas, e têm já em fase de crescimento este tipo de construção, embora, o consumidor tenha de ser melhor informado, ter uma maior consciência ecológica e abertura tomando ele próprio a iniciativa de querer estas soluções. CONCLUSÕES Procurou-se com este trabalho mostrar o estado da arte do tema ”Green Buildings”, face à sua dimensão internacional mas também dar uma perspetiva da sua situação em Portugal. Indicaram-se as ferramentas usadas para a implementação destes conceitos e possíveis parcerias a fazer. Analisaram-se algumas vantagens e desvantagens desta solução e conclui-se que face à necessidade de poupança de recursos naturais que existe atualmente é de facto imperioso tomar medidas que minimizem e até mesmo erradiquem os impactos ambientais e os resíduos e poluição provocados pela construção e por todos os processos envolvidos com a mesma, apesar do custo inicial ser ligeiramente mais elevado é compensatório a prazo. Achou-se que a proliferação de conceitos que embora tenham características próprias servem basicamente um mesmo propósito (sustentabilidade), e a variedade de nomes acaba por confundir o utilizador/consumidor. As ferramentas de avaliação utilizadas são genericamente semelhantes, mas destacam-se o LEED e o BREEAM devido à sua maior disseminação. O fator “energia” é o mais preponderante na avaliação que é feita aos edifícios e para a atribuição da classificação, fator este que acaba por estar intrinsecamente ligado ao aspeto ambiental (maior eficiência – menor consumo – menor impacto ambiental), mas também ao aspeto socioeconómico (uma vez que infere no conforto do utilizador e nos seus gastos financeiros). Deverá ser feito um esforço adicional na divulgação destas práticas junto de todos os intervenientes destes processos (público em geral, projetistas, construtores, entidades públicas…), de modo a aligeirar e apressar o processo de implementação destas práticas, alertando a importância dos vários estudos efetuados bem como reafirmando a necessidade de
  8. 8. U.C. de Seminário - ESTG/IPLEIRIA, Maio 2014 investir em mais estudos para que o conhecimento seja cada vez maior e a sua disseminação cada vez mais rápida. REFERÊNCIAS [1] Hoseini AHG, Dahlan ND, Berardi U, Hoseini AG, Makaremi N, Hoseini G. 2013. Sustainable energy performances of green buildings: A review of current theories, implementations and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 25. pp.1-17. [2] Yang RJ, Zou PXW. 2014. Stakeholder – associated risks and their interactions in complex green building projects: A social network model. Building and Environment. 73. pp.208-222. [3] Joelssen A, Gustavsson L, 2009. District heating and energy efficiency in detached houses of differing size and construction. Applied Energy. 86(2). pp.126-134. [4] Cabeza LF, Rincón L, Vilariño V, Pérez G, Castell A.2014. Life cycle assessment (LCA) and life cycle energy analysis (LCEA) of buildings and the building sector: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 29. pp.394-416. [5] Vatalis KI, Manoliadis O, Charalampides G, Platias S, Savvidis S. 2013. Sustainability componentes affecting decisions for green building projects. Procedia Economics and Finance. 5. pp. 747-756. [6] Levin H. 1997. Systematic evaluation and assessment of building Environmental performance (SEABEP). Paper for presentation to “Building and Environment”. pp.9-12. [7] Alnaser, NW, Flanagan R, Alnaser WE. 2008. Model for calculating the sustainable building index (SBI) in the kingdom of Bahrain. Energy and Buildings. 40(11). pp.2037- 2043. [8] Robichaud L, Anantatmula V. 2011. Greening Project Management Practices for Sustainable Construction., J. Manage. Eng., 27(1). pp.48–57. [9] Mwasha A, Williams RG, Iwaro J. 2011. Modeling the performance of residential building envelope: The role of sustainable energy performance indicators. Energy and Buildings. 43(9). pp.2108-2117. [10] Zuo J, Zhao ZY.2014. Green building research-current status and future agenda: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 30. pp.271-281.
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