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).