Научные инновации в сфере строительства

Охлаждение зданий в жаркое время года является непростой задачей. Действительно, обычные системы кондиционирования воздуха очень энергоемкие, на них уходит до 15 процентов электроэнергии, используемой в зданиях. В поисках другого решения для эффективного охлаждения помещений инженеры из Стэнфордского университета изобрели новый ультратонкий, многослойный, нанофотонный материал, который не только отражает, но и направляет тепло от здания обратно в космос, тем самым охлаждая и нашу планету.

Как известно, тепло распространяется в пространстве одним из трех способов. Первый способ – это непосредственный контакт теплого предмета с холодным, второй способ – это конвекция. Третий способ – это распространение в виде инфракрасных лучей. Команда инженеров из Стэнфорда во главе с профессором электротехники Шанхуи Фаном разработали покрытие, которое реагирует на инфракрасное излучение в световом спектре и зеркально отражает солнечные лучи. Процесс, названный инженерами «фотонное радиационное охлаждение», зависит от покрытия, в состав которого входит диоксид кремния (SiO2) и оксид гафния (HfO2), распыленный на тонком слое серебра. Покрытие в семь слоев имеет толщину всего 1,8 микрон – это тоньше, чем самая тонкая алюминиевая фольга. При этом оно является своего рода метаматериалом, со свойствами, отличными от свойств компонентов, входящих в состав. Это покрытие действует как тепловой баланс с дефицитом теплоты: летом в жаркий день оно не только отражает солнечные лучи обратно в космос, но и выводит излишнее тепло из здания, тем самым охлаждая его, а зимой тепло сохраняется в помещениях. Инженеры также смогли варьировать состав покрытия так, чтобы оно захватывало инфракрасное излучение даже вокруг здания и направляло его вместе с солнечными лучами в космос.

Проведя первые испытания нового покрытия, инженеры подтвердили, что оно может отражать до 97 процентов солнечного света, а в сочетании с фотонным радиационным охлаждением оно обеспечивает снижение температуры объекта, по сравнению с окружающим воздухом, на пять градусов по Цельсию.

Тем не менее, инженеры считают, что, несмотря на многообещающие результаты тестирования в лабораторных условиях, новое покрытие пока еще не готово к коммерческому использованию. Среди проблем, препятствующих этому, они отмечают нерентабельность изготовления больших панелей с покрытием. Однако данная проблема, по мнению ученых, вполне решаема.

Задание 1. Объясните постановку ударения в нижеприведенных словах. Составьте словосочетания с данными словами. Объясните их значение.

Кондиционирование, энергоемкий, электроэнергия, ультратонкий, многослойный, нанофотонный, инфракрасный, электротехника, радиационный, метаматериал, варьировать, многообещающий, нерентабельность.

Задание 2. Произведите синтаксический разбор предложения:

Команда инженеров из Стэнфорда разработала покрытие, которое реагирует на инфракрасное излучение в световом спектре и зеркально отражает солнечные лучи.

Задание 3. Найдите в тексте узкоспециальные термины. Определите, к какой сфере науки они относятся.

Текст 3

В последнее время архитекторы и строители в процессе строительства сложных и крупномасштабных проектов из бетона все чаще обращаются к технологии 3D-печати. Так, университет Лафборо в Великобритании объявил о начале сотрудничества со шведской строительной компанией Skanska и архитектурной фирмой Foster Partners по разработке и коммерциализации технологии 3D-печати из бетона.

Исследователи из школы гражданского строительства и техники от университета Лафборо в течение 7 последних лет ведут исследования в целях усовершенствования 3D-принтера, который способен печатать объекты из бетона. Последний усовершенствованный экземпляр представляет собой систему с козловым краном и роботизированным манипулятором. По принципу действия эта система во многом похожа на 3D-принтер, разработанный Андреем Руденко, – она выдавливает жидкую бетонную смесь слоями на основу в точном соответствии с компьютерной моделью. Система создает бетонные строительные компоненты, которые затем соединяются.

По мнению исследователей, такая технология позволяет создавать очень сложные структуры, которые было бы очень трудно, а иногда и невозможно построить традиционными методами. Например, бетонный 3D-принтер обеспечивает возможность строить части стен здания с уже интегрированной электрической проводкой или водопроводными трубами. Другим неоспоримым преимуществом бетонного 3D-принтера, разрабатываемого исследователями из университета Лафборо, является возможность значительного сокращения времени создания сложных конструкций зданий, от нескольких недель до нескольких часов. Более того, благодаря мобильности устройства, его можно быстро перемещать с объекта на объект, тем самым еще больше сокращая время строительства. На данный момент исследователи пока не предоставили более подробной информации о технических характеристиках нового бетонного 3D-принтера, таких как скорость печати или разрешение (толщина) слоя.

Задание 1. Озаглавьте текст. Ответьте на вопросы:

Что вы знаете о технологии 3D-печати? В каком направлении ведутся исследования представителями школы гражданского строительства и техники университета Лафборо? Что представляет собой усовершенствованный экземпляр бетонного 3D-принтера? Какова необходимость применения 3D-принтера в сфере архитектуры и строительства? Каковы другие неоспоримые преимущества бетонного 3D-принтера?

Задание 2. Выпишите из текста термины, общенаучную и профессиональную лексику.

Термины	Общенаучная лексика	Профессиональная лексика

Задание 3. Выпишите из справочной литературы дефиниции словам и словосочетаниям:

Бетон, строительная смесь, водопроводные трубы, гражданское строительство, промышленное строительство, картография.

Текст 4

Всемирная выставка в Астане продлится 3 месяца. В ней смогут принять участие около 100 стран мира и 10 международных организаций. Ожидается, что выставку смогут посетить более 2 миллионов человек.

Тема  EXPO-2017 - «Энергия Будущего» - позволит привлечь лучшие мировые технологии энергосбережения, новые разработки и технологии использования существующих альтернативных энергоисточников.

Выставка придаст также мощный импульс системной диверсификации экономики и технологической модернизации производственных мощностей и научной базы страны. Подготовка к столь масштабному мероприятию вовлечет отечественный малый и средний бизнес, в том числе в строительство выставочных объектов и инфраструктуры.

Задание 1. Ответьте на вопросы:

Что вы знаете о проведении EXPO-2017? Какие инновационные идеи принадлежат ученым-специалистам сферы архитектуры и строительства? Внедрены ли они в производство?

Задание 2. Выпишите из текста сложные слова, объясните их образование, расставьте ударения.

Задание 3. Подберите синонимы к данным словам:

Всемирная, привлечь, технологии, импульс, модернизация, территория.

Текст 5

Башня Мэри-Экс, 30 или Сент-Мэри-Экс 30 (англ. 30 St Mary Axe) - 40-этажный небоскрёб в Лондоне, конструкция которого выполнена в виде сетчатой оболочки с центральным опорным основанием. Примечательна открывающаяся с него панорама на город и необычный для центрального Лондона вид. Жители за зеленоватый оттенок стекла и характерную форму называют его «огурец», «корнишон» (англ. The Gherkin).

Здание было построено в 2001-2004 годы по проекту знаменитого архитектора Нормана Фостера. Стоимость строительства — 400 млн $. Фостер хотел использовать солнечное освещение и естественную вентиляцию. Здание высотой в 180 метров получилось экономичным: потребляет вдвое меньше электроэнергии, чем другие постройки такого типа.

В 2004 году проект получил ежегодную престижную премию Джеймса Стирлинга (от Королевского института британских архитекторов), а в 2003 году - ежегодную премию Emporis Skyscraper Award за лучший в мире небоскрёб.

В 2007 году Swiss Reinsurance объявила о продаже здания за 1,18 млрд $ немецкой IVG Immobilien и инвестиционной фирме Evans Randall. Swiss Re не покинуло здание и является теперь его главным арендатором.

Небоскреб не имеет углов, что не позволяет ветровым потокам стекать вниз. Диаметр здания у основания составляет 49 метров, затем здание плавно расширяется, достигая максимального диаметра в 57 метров на уровне 17 этажа. Далее конструкция сужается, достигая минимального диаметра в 25 метров. Здание практически полностью стеклянное, его верхушка закрыта прозрачным куполом. Внутри предусмотрены площадки для зелёных насаждений, так что «Мэри-Экс» оправдывает звание экологического офиса.

Задание 1. Составьте вопросы к тексту.

Задание 2. Выпишите словосочетания числительное + существительное в падежной форме, составьте с ними предложения.

Задание 3. Расскажите о дизайне, строительстве и архитектуре казахстанских проектов Нормана Фостера.

Задания для СРО:

1. Найдите видеоматериалы о научных инновациях в будущей профессиональной сфере. Расскажите об инновационных технологиях, материалах, которые применяются в техническом, промышленном и гражданском строительстве, архитектуре в Казахстане.

2. Подготовьте публичную презентацию по специальности на одну из тем:

- Актуальные проблемы в казахстанской строительной сфере.

- Новейшие архитектурные объекты и их технологии.

- Современные строительные материалы.