3D printed surfaces in daylighting design of buildings

Abstract

Diplomová práce se zabývá optickým chováním povrchů z 3D-tištěného betonu a jejich potenciálním vlivem na návrh denního osvětlení budov. Cílem práce je identifikovat, jak geometrie povrchu ovlivňuje odraz světla, jas a osvětlenost ve vnitřním prostředí, se zvláštním důrazem na směrový odraz světla. Součástí práce je podrobná literární rešerše mapující vývoj 3D tisku ve stavebnictví s důrazem na jeho architektonické využití. Teoretický rámec se zaměřuje na fotometrické principy a vliv odrazivosti povrchů na denní světelné podmínky v interiéru. Experimentální měření byla provedena na vzorcích z 3D-tištěného betonu za použití reflektometru, jasové kamery (Canon EOS RP se softwarem LMK) a snímačů osvětlenosti za účelem vyhodnocení koeficientů odrazu a úrovní jasu za kontrolovaných podmínek denního osvětlení. Získané výsledky přispívají k lepšímu pochopení vztahu mezi morfologií povrchu a distribucí světla a poskytují podklad pro integraci 3D-tištěných materiálů do energeticky efektivního architektonického návrhu.

This thesis examines the optical behavior of 3D-printed concrete surfaces and their potential influence on daylighting design in buildings. The study aims to identify how surface geometry affects light reflection, luminance, and illuminance within interior environments, specifically to understand the directional reflection of light. A comprehensive literature review explores the evolution of 3D printing in construction, highlighting its architectural application. The theoretical framework focuses on photometric principles and the impact of surface reflectance on daylight performance. Experimental measurements were conducted on 3D-printed samples using a reflectometer, luminance camera (Canon EOS RP with LMK software), and illuminance sensors to evaluate reflection coefficients and brightness levels under controlled daylight conditions. The results contribute to understanding the relationship between surface morphology and light distribution, guiding the integration of 3D-printed materials into energy-efficient architectural design.