Es gibt viele Methoden, um angenehme Temperaturen in einem Gebäude aufrechtzuerhalten, einschließlich der Verwendung von fossilen Brennstoffen und Strom zur Erzeugung von Wärme. Heizungssysteme erfordern oft mechanische oder elektrische Systeme, um richtig zu funktionieren. Passives solares Design, auch bekannt als passives solares Gebäudedesign oder klimatisches Design, ist eine Methode zum Heizen und Kühlen eines Gebäudes durch natürliche Prozesse. Ziel des passiven Solardesigns ist es, diese Sonnenwärme das ganze Jahr über zu verwalten, das Innere eines Gebäudes im Sommer zu kühlen und im Winter zu heizen.
Ein wichtiger Aspekt des passiven Solardesigns ist die Konfiguration eines Gebäudes basierend auf dem lokalen Klima. Die Sonnenbahn an einem bestimmten Tag ist für jeden Ort auf der Erde unterschiedlich, daher kann ein Gebäude normalerweise so entworfen werden, dass es diese Position ausnutzt. Die Berücksichtigung des Jahresverlaufs der Sonne ist ein wichtiger Schritt im passiven Solardesign. Andere wichtige Schritte könnten die Verwitterung von Öffnungen, energieeffiziente Fenster und spezielle Isolierungen zur Speicherung und Weiterleitung von Wärme basierend auf spezifischen lokalen Wettermustern sein. Obwohl sich das spezifische Design je nach den örtlichen Gegebenheiten ändert, enthalten die meisten passiven Solardesigns einige Funktionen.
Im Allgemeinen umfasst ein effektives passives Solardesign eine Art Wärmekollektor, wie z. B. große, der Sonne zugewandte Fenster und dunkle Außenmaterialien. Die Wärme kann absorbiert oder gesammelt werden, und das Design kann eine Art Speichermedium umfassen. Dies wird normalerweise als thermische Masse bezeichnet und ermöglicht eine beliebige Verteilung der Wärme. Wichtige Elemente eines effektiven passiven Solardesigns können auch Möglichkeiten zur Steuerung der Solarwärme sein, z. B. bei bestimmten Raum- und Deckengrößen; Außenüberstände zum Schutz der Fenster vor der Sommersonne; und Lüftungsöffnungen, die dafür ausgelegt sind, natürliche Wärmeprozesse wie Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung zu nutzen.
Viele Elemente in einem passiven Solardesign können sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen verwendet werden. Passive Solarheizungen können beispielsweise Fenster verwenden, die der Sonne zugewandt sind. Dadurch können Licht und Wärme in einen Raum eindringen, in dem sie gehalten oder neu verteilt werden können. Die der Sonne zugewandte Seite des Gebäudes kann auch mit dunklen Materialien hergestellt werden, um dem Gebäude zu helfen, Wärme aufzunehmen und für die spätere Verteilung zu speichern. Wenn ein Gebäude jedoch gekühlt werden muss, können passive Solardesignelemente Lüftungsöffnungen umfassen, die den natürlichen Windfluss nutzen, oder speziell entworfene Einlässe, die die einströmenden Windgeschwindigkeiten beschleunigen sollen.