Esistono molti metodi per mantenere una temperatura confortevole in un edificio, compreso l’uso di combustibili fossili ed elettricità per produrre calore. Molte volte, i sistemi di riscaldamento richiedono sistemi meccanici o elettrici per funzionare correttamente. La progettazione solare passiva, che potrebbe anche essere conosciuta come progettazione di edifici solari passivi o progettazione climatica, è un metodo per riscaldare e raffreddare un edificio utilizzando processi naturali. L’obiettivo della progettazione solare passiva è gestire questo calore solare durante tutto l’anno, raffreddando l’interno di un edificio in estate e riscaldandolo in inverno.
Un aspetto importante della progettazione solare passiva è la configurazione di un edificio in base al clima locale. Il percorso del sole in un dato giorno è diverso per ogni luogo sulla Terra, quindi un edificio di solito può essere progettato per sfruttare questa posizione. Considerare il percorso annuale del sole è un passo importante nella progettazione solare passiva. Altri passaggi importanti potrebbero includere la stagionatura delle aperture, finestre ad alta efficienza energetica e isolamento speciale realizzato per immagazzinare e ridistribuire il calore in base a specifici modelli meteorologici locali. Sebbene le modifiche al design specifico si basino sulle condizioni locali, la maggior parte dei progetti solari passivi include alcune funzionalità.
In generale, un design solare passivo efficace includerà una sorta di collettore di calore, come grandi finestre rivolte al sole e materiali esterni di colore scuro. Il calore può essere assorbito o raccolto e il design può includere una sorta di supporto di memorizzazione. Questa è comunemente chiamata massa termica, e permette di distribuire il calore in qualsiasi modo necessario. Elementi importanti in un’efficace progettazione solare passiva potrebbero anche includere modi per controllare il calore solare, ad esempio con determinate dimensioni della stanza e del soffitto; sporgenze esterne per proteggere le finestre dal sole estivo; e prese d’aria progettate per sfruttare i processi naturali del calore, come conduzione, convezione e irraggiamento.
Molti elementi in un design solare passivo possono funzionare sia per il riscaldamento che per il raffreddamento. Ad esempio, i sistemi di riscaldamento solare passivo potrebbero utilizzare finestre rivolte verso il sole. Ciò consente alla luce e al calore di entrare in uno spazio in cui potrebbe essere trattenuto o ridistribuito. Il lato dell’edificio rivolto verso il sole potrebbe anche essere realizzato con materiali scuri per aiutare l’edificio ad assorbire il calore e immagazzinarlo per una successiva distribuzione. Quando un edificio deve essere raffreddato, tuttavia, gli elementi di progettazione solare passiva potrebbero includere prese d’aria che sfruttano il flusso del vento naturale o prese appositamente progettate per accelerare la velocità del vento in entrata.