Предложено смарт-окно с решёточным оптическим фильтром нового типа, обеспечивающим динамическое суточное и годовое регулирование светопропускания окна без использования жалюзи и тому подобных устройств. Фильтр ослабляет прямую солнечную радиацию, пропуская рассеянную и отражённую, создавая этим в помещениях более комфортные условия естественного освещения, инсоляции и солнцезащиты. Модифицирована методика расчёта решёточного фильтра и проведено численное моделирование для демонстрации возможностей нового способа динамического регулирования светопропускания. Определены оптимальные геометрические параметры фильтра для смарт-окна с одинарным остеклением при заданном азимуте ориентации окна. Рассчитаны ежечасные значения коэффициента светопропускания фильтра в течение светлого времени суток для 15 числа каждого месяца с апреля по сентябрь и построены теоретические и скорректированные с учётом отражения и поглощения угловые характеристики светопропускания фильтра. Получены средние ежемесячные значения теоретического и скорректированного коэффициентов светопропускания смарт-окна, по результатам расчётов через каждый час относительно времени суток, когда азимуты солнца и окна равны. Показано, что смарт-окно со встроенным решёточным оптическим фильтром обеспечивает минимальное светопропускание в заданное время дня с учётом азимута окна, географических координат здания, сезонного и суточного распределения интенсивности солнечной радиации в расчётный день года, а в остальное время с наиболее востребованной защитой от солнечной радиации фильтр функционирует в допустимых пределах. Констатировано, что смарт-окно со встроенным оптическим фильтром наиболее подходит для помещений с длительным пребыванием людей в светлое время суток – офисных, учебных, промышленных и др., чтобы обеспечивать комфортное естественное освещение и требуемые инсоляционный и тепловой режимы в рабочее время. 1. Rumbarger J., Vitullo R.J. Architectural Graphic Standards for Residential Construction. – John Wiley and Sons, 2003. – 505 p.
2. Fernandes L.L., Lee E.S., McNeil A., Jonsson J.C., Nouidui T., Pang X., Hoffmann S. Angular selective window systems: Assessment of technical potential for energy savings // Energy and Buildings. – 2015. – No. 90. – P. 188–206.
3. Luecke G.R., Slaughter J. Design, development, and testing of an automated window shade controller // ASME J. Sol. Energy Eng. – 1995. – No. 117 (4). – P. 326–332.
4. James P.A.B., Bahaj A.S. Holographic optical elements: various principles for solar control of conservatories and sunrooms // Solar Energy. – 2005. – Vol. 78. – P. 441–454.
5. Соловьёв А.К., Би Ж. Выбор площади оконных проёмов жилых зданий в условиях муссонного климата Дальнего Востока РФ и северных районов КНР // Светотехника. – 2019. – № 5. – С. 49–53.
6. Baloukas B., Loquai S., Martinu L. VO2-based thermally active low emissivity coatings // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2018. – Vol. 183. – P. 25–33.
7. Liu H., Xie Z.-X., Lu J., Han Y.-F., Wei Y.-Q., Guo G.-C. A dual-emitting inorganic-organic hybrid material with emission intensity enchanced via electron-transfer photochromism // Dyes and Pigments. – 2020. – Vol. 181. – 108441.
8. Seeboth A., Ruhmann R., Muhling O. Thermotropic and Thermochromic Polymer Based Materials for Adaptive Solar Control // Materials. – 2010. – Vol. 3. – P. 5143–5168.
9. Nishizawa K., Yamada Y., Yoshimura K. Low-temperature chemical fabrication of Pt-WO3 gasochromic switchable films using UV irradiation // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2017. – Vol. 170. – P. 21–26.
10. Nguyen D., Yeo L.P., Ong A.J., Zhiwei W., Mandler D., Magdassi S., Tok A.I.Y. Electrochromic smart glass coating on functional nano-frameworks for effective building energy conservation // Mater. Today Energy. – 2020. – Vol. 18. – 100496.
11. Casini M. Smart windows for energy efficiency of buildings / In Proc. 2th Int. Conf. on Advances In Civil, Structural and Environmental Engineering – ACSEE2014. USA: Institute of Research Engineers and Doctors. – 2014. – P. 273–281.
12. Casini M. Smart Buildings: Advanced Materials and Nanotechnology to Improve Energy-Efficiency and Environmental Performance. – Woodhead Publishing, 2016. – 384 p.
13. Rezaei S.D., Shannigrahi S., Ramakrishna S. A review of conventional, advanced, and smart glazing technologies and materials for improving indoor environment // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2017. – Vol. 159. – P. 26–51.
14. Zakirullin R.S. Optimized angular selective filtering of direct solar radiation // J. Opt. Soc. Am. A. – 2018. – Vol. 35. – P. 1592–1598.
15. Zakirullin R.S. A smart window for angular selective filtering of direct solar radiation // J. Sol. Energy Eng. – 2020. – Vol. 142. – 011001.
16. Закируллин Р.С. Способ регулирования направленного светопропускания / Патент России № 2509324. 2014. Бюл. № 7.
17. Закируллин Р.С. Способ углового регулирования направленного светопропускания окна / Патент России № 2677069. 2019. Бюл. № 2.

• Предыдущая статья
• Следующая статья

• смарт-окно
• решёточный оптический фильтр
• динамический контроль
• естественное освещение
• солнечная радиация
• направленное светопропускание
• угловое регулирование
• светопропускание окна
• хромогенные материалы
• угловая характеристика светопропускания