En los edificios que funcionan en modo mecánico, los sistemas de calefacción y refrigeración se suelen controlar mediante consignas de temperatura, la cual se mide con termostatos ubicados en una o más zonas climatizadas. Las consignas de temperatura indican a los sistemas de climatización cual es el rango de temperaturas que deseamos mantener. Por ejemplo, si establecemos una consigna de 21 ºC para la calefacción y otra de 25 ºC para la refrigeración, los sistemas tratarán de mantener la temperatura interior dentro de esos límites, que conforman lo que podemos llamar rango de confort. Si el termostato indica que la temperatura baja de los 21 ºC se activa la calefacción, si indica que supera los 25 ºC se activa la refrigeración. Dentro del rango de confort ninguno de los dos sistemas estará activo.

Una decisión importante, cuando desarrollamos el modelo de un edificio para evaluar su desempeño energético y ambiental, es sobre si considerar su funcionamiento en modo mecánico, pasivo o mixto. Esta decisión afectará en gran medida las opciones y los datos del modelo, así como el tipo de resultados que deberíamos evaluar. Además, debemos tener en cuenta que una solución arquitectónica que resulta óptima con un modo de funcionamiento no necesariamente es la óptima con otro. Por ejemplo, es posible que un elevado nivel de masa térmica tenga mayor impacto cuando el edificio funciona en modo pasivo que cuando lo hace en modo mecánico. Algo similar sucede con la distribución y posición de las aberturas (tanto internas como externas): su efecto en los patrones de ventilación natural será importante cuando el edificio funcione en modo pasivo o mixto, pero no cuando funcione en modo mecánico.

Conseguir edificios con el mejor desempeño posible es una tarea difícil, sobre todo si las opciones de diseño son numerosas y se plantean dos o más objetivos de desempeño. En esos casos los procesos de simulación normales suelen ser poco eficientes, aún si se basan en métodos como el análisis paramétrico, debido al tiempo y recursos que se requieren para evaluar una gran cantidad de soluciones.

Las limitaciones de los métodos tradicionales han llevado a explorar alternativas que permitan identificar soluciones óptimas (o razonablemente cercanas al óptimo) de forma más rápida y eficiente. Una de las líneas de investigación más importante es la optimización computacional, que implica el uso de algoritmos especializados para evaluar múltiples variables y opciones de diseño, por ejemplo relacionados con la forma del edificio y la composición de sus cerramientos, y encontrar de manera eficiente las soluciones que cumplen mejor uno o más objetivos de desempeño, incluso contradictorios (como reducir simultáneamente los consumos energéticos y los costes de construcción).

Desde hace años, los sistemas de certificación de edificios sustentables llevan la delantera en la implementación de métodos de análisis de la iluminación natural como un recurso para obtener puntos, generalmente en apartados que tienen que ver con el confort, la salud y la calidad ambiental. En esta sección haremos un repaso de los criterios establecidos en algunos sistemas de certificación para implementar análisis de iluminación natural.

En un esfuerzo por superar las limitaciones de los métodos estáticos de análisis de la iluminación natural, durante las últimas décadas se han venido desarrollando diversos enfoques alternativos. El que más impulso ha cobrado es el de los métodos conocidos como Modelado de Luz Diurna con Base en Datos Climáticos (Climate-Based Daylight Modeling, CBDM), o también como Indicadores Anuales de Desempeño de Luz Diurna. En esencia se trata de métodos que consideran las cambiantes condiciones exteriores, hora a hora durante todo el año, mediante el uso de archivos de datos climáticos horarios. Por lo tanto, son capaces de evaluar de manera dinámica el desempeño lumínico de los edificios.

Los métodos estáticos de análisis de la iluminación natural en edificios son aquellos que se basan en cálculos para momentos puntuales, casi siempre considerando condiciones de cielo estándar. Los indicadores de este tipo más comunes son la iluminancia, que mide directamente el nivel de iluminación interior, y el Factor de Luz Diurna (FLD) que establece el nivel de iluminación interior respecto al nivel de iluminación exterior. Veamos la definición de estos dos indicadores con mayor detalle.