A new approach to angular selective filtering of the solar radiation without using the sunlight redistribution devices is proposed. Parallel strips of chromogenic materials on two surfaces of the pane(s) form an optical filter having angular selective light transmission. Clarified methods to calculate the optimum slope angle of the strips on the pane(s), their widths and relative position on two surfaces considering the seasonal and daily change in the solar radiation, the location of the building and the window's azimuth are presented. Such a smart window blocks the direct radiation in a preset angular range and transmits the scattered and reflected radiation that is provides comfortable daylighting indoors.

Grating optical chromogenic filter provides angular-selective transmission attenuating direct sunlight and transmitting diffused light. Such a smart window demonstrates more comfortable daylight compared to conventional chromogenic smart window.

No abstract

This paper analyzes the achievements in recent years in the development of chromogenic materials and technologies, with a special emphasis on those that would be most effective for use both in conventional smart windows with a single continuous chromogenic layer, developed since the 1990s, and in grating smart windows, the development of which began in the 2010s. The latter have some advantages in creating a comfortable indoor lighting environment, such as angle-selective limitation of the transmission of direct solar radiation while increasing the transmission of sky-scattered radiation and radiation reflected from the ground and the facades of opposing buildings. The angular selectivity of a grating smart window is ensured by alternately passing direct sunlight through thin-film gratings with alternating transmissive and chromogenic strips on two window surfaces. Among the variety of chromogenic technologies, the most promising ones for smart windows of both types were identified. Taking into account the technological features of manufacturing grating windows, the possible cost of this technology was preliminary estimated.

В статье описаны конструкция и принцип работы смарт- окна с решёточным оптическим фильтром, имеющим угловую селективность светопропускания за счёт чередующихся про­пускающих и хромогенных параллельных тонкоплёночных полос на поверхностях камеры окна с двойным остеклением. В отличие от обычных смарт-окон, вся площадь которых покрыта термохромными, термотропными, фотохромными, электрохромными, газохромными и т.п. слоями, решёточный фильтр в активном (окрашенном) состоянии хромогенного материала ослабляет или полностью блокирует прямое солнечное излучение, пропуская рассеянный свет неба и от­ражённый свет, то есть улучшает качество освещения. Полосы решёток фильтра можно располагать под любым углом накло­на, адаптируя их к траектории движения солнца относительно окна с учётом его азимута, что выгодно отличает фильтр от горизонтальных или вертикальных жалюзи. Приведены ме­тоды расчёта угла наклона решёток, относительного их рас­положения на поверхностях окна и ширины пропускающих и хромогенных полос обеих решёток. Рассчитаны оптимальные углы наклона решёток фильтров для окон с разными азимута­ми здания с круглым фасадом и временные характеристики светопропускания этих окон. Результаты обосновывают целесообразность применения смарт-окон с решёточными фильтрами в зданиях с криволинейными фасадами для повы­шения комфортности естественного освещения и инсоляции, защиты от прямых лучей при пропускании рассеянного света неба и альбедо за счёт адаптации светопропускания окон к изменению положению солнца относительно них.