Existen muchos métodos para mantener temperaturas agradables en un edificio, incluido el uso de combustibles fósiles y electricidad para producir calor. Muchas veces, los sistemas de calefacción requieren sistemas mecánicos o eléctricos para funcionar correctamente. El diseño solar pasivo, que también podría conocerse como diseño de edificios solares pasivos o diseño climático, es un método para calentar y enfriar un edificio mediante procesos naturales. El objetivo del diseño solar pasivo es gestionar este calor solar durante todo el año, refrigerando el interior de un edificio en verano y calentándolo en invierno.
Un aspecto importante del diseño solar pasivo es la configuración de un edificio en función del clima local. La trayectoria del sol en un día determinado es diferente para cada lugar de la Tierra, por lo que normalmente se puede diseñar un edificio para aprovechar esta posición. Considerar la trayectoria anual del sol es un paso importante en el diseño solar pasivo. Otros pasos importantes pueden incluir la climatización de las aberturas, ventanas de bajo consumo y aislamiento especial hecho para almacenar y redistribuir el calor según los patrones climáticos locales específicos. Aunque el diseño específico cambia según las condiciones locales, la mayoría de los diseños solares pasivos incluyen algunas características.
Generalmente, un diseño solar pasivo eficaz incluirá algún tipo de colector de calor, como grandes ventanas que dan al sol y materiales exteriores de color oscuro. El calor puede absorberse o recogerse y el diseño puede incluir algún tipo de medio de almacenamiento. Suele denominarse masa térmica y permite que el calor se distribuya de la forma que sea necesaria. Los elementos importantes en un diseño solar pasivo eficaz también pueden incluir formas de controlar el calor solar, como con ciertos tamaños de habitaciones y techos; voladizos exteriores para proteger las ventanas del sol de verano; y ventilaciones diseñadas para hacer uso de procesos de calor natural, como conducción, convección y radiación.
Muchos elementos en un diseño solar pasivo pueden funcionar tanto con fines de calefacción como de refrigeración. Por ejemplo, los sistemas de calefacción solar pasiva pueden usar ventanas que dan al sol. Esto permite que la luz y el calor entren en un espacio donde podría ser retenido o redistribuido. El lado del edificio que da al sol también puede estar hecho con materiales oscuros para ayudar al edificio a absorber el calor y almacenarlo para su posterior distribución. Sin embargo, cuando un edificio debe enfriarse, los elementos de diseño solar pasivo pueden incluir ventilaciones que aprovechan el flujo natural del viento o tomas especialmente diseñadas para acelerar la velocidad del viento entrante.