stringtranslate.com

Лаборатория лесной продукции

Forest Products Laboratory ( FPL) — национальная исследовательская лаборатория Лесной службы США , которая является частью Министерства сельского хозяйства США . С момента своего открытия в 1910 году FPL проводила научные исследования древесины, древесных продуктов и их коммерческого использования в партнерстве с академическими кругами, промышленностью, племенными, государственными, местными и другими правительственными учреждениями. [1] Штаб-квартира лаборатории находится в Мэдисоне, штат Висконсин . Основное внимание в Forest Products Laboratory уделяется содействию здоровым лесам и лесной экономике посредством эффективного и устойчивого использования древесных ресурсов страны. [2]

История

К концу 1800-х годов росло понимание того, что лесные ресурсы ограничены и бережное использование может продлить их. В 1887 году BE Fernow , начальник отдела лесного хозяйства в Департаменте сельского хозяйства, сообщил:

Свойства, на которых основано использование древесины, ее технология, должны быть хорошо известны управляющему лесным хозяйством, если он хочет производить урожай заданного качества, полезный для определенных целей. Наше незнание этого направления было наиболее плодотворным в содействии расточительному использованию наших естественных лесов, и то же самое незнание вводит в заблуждение даже лесовода сегодняшнего дня при выборе древесины, которую он сажает, и местности, к которой он ее адаптирует. Как черный орех был принесен в жертву ради материала для забора, как ценный каштановый дуб сгнил в лесах без использования, как тсуга была презираема и обойдена вниманием, когда ее можно было бы успешно использовать для продления срока поставок белой сосны , как древесина теперь используется в неоправданно больших размерах и применяется для целей, для которых она не приспособлена, в то время как другие виды древесины игнорируются для целей, для которых она приспособлена, — все эти досадные ошибки являются или были следствием отсутствия знаний о технологических свойствах нашей древесины. [3]

В период с 1890 по 1910 год исследования в области лесоуправления и лесовосстановления были разбросаны по разным университетам США. Исследования механических свойств различных пород древесины проводились в Пердью и университетах Вашингтона, Калифорнии, Орегона и Колорадо. Йель проводил исследования по консервации и сушке в печи. Экспериментальный целлюлозный завод находился в Бостоне, наряду с исследованиями по химии древесины и консервации. [3]

Старая Лаборатория лесной продукции (1910 г.) в кампусе Висконсинского университета в Мадисоне по адресу Университетская авеню, 1509, также включена в Национальный реестр исторических мест .

Лаборатория лесной продукции была задумана в 1907 году Макгарви Клайном, руководителем Управления лесного хозяйства США по использованию древесины. Клайн видел необходимость в централизованном исследовательском центре для улучшения координации между региональными исследовательскими центрами. Вместе с руководителем лесной службы Гиффордом Пинчотом Клайн выбрал кампус Университета Висконсина в качестве места для этой новой лаборатории, поскольку Мэдисон имел хороший доступ к железнодорожным линиям, был близок к лесным ресурсам, а UW имел хорошую репутацию в области научных исследований. [3]

В 1910 году было завершено строительство здания Forest Products по адресу 1509 University Avenue (сейчас это здание Materials Science and Engineering Building), в котором разместились 45 исследователей в восьми подразделениях: Timber Physics, Timber Testing, Pulp and Paper, Wood Preservation, Wood Chemistry, Wood Distillation, Wood Engineering и Pathology. [3] Пропаганда исследований Рафаэлем Зоном привела к организации первых Федеральных лесных экспериментальных станций и Лаборатории лесных продуктов в рамках Исследовательского отделения, которое было сформировано в 1915 году. [4] [5]

Новое местоположение лаборатории, изображенное между 1930-ми и 1940-ми годами.

Работа лаборатории росла, и в 1919 году уже было предложение о новом здании. Оно было окончательно профинансировано в 1928 году. UW предоставил 10 акров (4,0 га) на западной оконечности кампуса, а Лесная служба построила новую лабораторию в 1931 и 1932 годах. Здание было спроектировано Holabird и Root из Чикаго в международном стиле , что отражено в отсутствии орнамента, ленточных окнах и угловых окнах. Очертания здания имеют U-образную форму, центральный блок высотой в шесть этажей. Внутри пол вестибюля выложен терраццо , а двери и деревянная отделка выполнены из окрашенного и лакированного американского ореха . Второй этаж отделан белым и красным дубом , третий — каштаном , четвертый — прозрачной березой, а пятый — редгумом . В 1935 и 1950-х годах к главному зданию лаборатории были пристроены низкие пристройки, а на протяжении многих лет были добавлены различные отдельные хозяйственные постройки, например, здание для испытаний на огнестойкость 1934 года. [3]

Результаты испытаний на прочность различных конструкций нервюр крыла DeHaviland во время Первой мировой войны .

Исследования в FPL улучшили качество жизни почти каждого американца, способствуя прорывам в жилищном строительстве, упаковке, переработке и сохранении лесных ресурсов. [6] В частности, исследователи в FPL разработали древесно-стружечные плиты, клееную ламинированную древесину, ламинированную арку, процессы производства целлюлозной бумаги, а также коробки из ДВП и деревянные ящики. [7] FPL также внесла многочисленные важные вклады в развитие страны за время ее истории, включая важнейшие исследования для вооруженных сил во время войны. [6]

Обзор

Миссия Лаборатории лесной продукции заключается в выявлении и проведении инновационных исследований в области использования древесины и волокна, которые способствуют сохранению и производительности лесных ресурсов, тем самым поддерживая леса, экономику и качество жизни. FPL организована в семь основных исследовательских рабочих подразделений. Эти подразделения используют испытательные ресурсы нескольких лабораторий и информационных репозиториев, расположенных в многочисленных объектах кампуса FPL. Пять основных направлений фокусировки являются центром всех исследований FPL. Сотрудничество в этом исследовании осуществляется с различными другими федеральными агентствами; государственными, местными и племенными правительствами; частной промышленностью и академическими учреждениями.

Направления исследований

Научно-исследовательские рабочие подразделения

Лабораторные подразделения

Ресурсы и техническая помощь

Научно-исследовательские и испытательные центры

Исследовательский центр Centennial

Исследовательский центр Centennial Laboratory лесной продукции Министерства сельского хозяйства США в Мэдисоне, штат Висконсин .

Самым передовым крупномасштабным дополнением к FPL за более чем 70 лет является новый исследовательский центр Centennial Research Facility (CRF), многоцелевая лаборатория площадью 87 000 квадратных футов (8 100 м 2 ). Этот центр был построен в соответствии с требованиями Серебряной сертификации по рейтинговой системе Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), разработанной Советом по экологическому строительству США . Таким образом, CRF был спроектирован и построен с использованием стратегий для повышения производительности по наиболее важным показателям эффективности: энергосбережение, использование воды, сокращение выбросов парниковых газов , улучшение качества внутренней среды и управление ресурсами, включая чувствительность к их воздействию. Исследователи CRF в области инженерной механики могут испытывать прочность полномасштабных конструкций, в то время как исследователи долговечности подвергают изделия из древесины испытанию в довольно суровой камере для моделирования погодных условий. Современное испытательное оборудование для консервации заменит старые сосуды, которые использовались ранее, в то время как эффективная и удобная для производства планировка этажа поможет продвинуть исследования в области композитов на основе древесины и биоматериалов. [12]

Научно-исследовательский демонстрационный дом и каретный сарай

FPL построила две полномасштабные структуры, Research Demonstration House и Carriage House, для проведения исследовательских и образовательных мероприятий. Обе эти структуры позволяют исследователям проводить исследования, связанные с жильем, в реальных условиях, что может значительно расширить знания, полученные в лабораторных условиях. Эти структуры являются результатом сотрудничества в рамках Advanced Housing Research Center [13] , созданного FPL в 2000 году, который включает широкий круг партнеров как из государственного, так и из частного секторов, работающих над улучшением жилищных технологий.

Лаборатория испытаний на огнестойкость

Испытательный стенд на огнестойкость в FPL является ключом к разработке безопасных и долговечных строительных изделий. Текущий стенд оборудован для проведения стандартизированных испытаний на огнестойкость и огнестойкость. Планируется строительство нового испытательного стенда на огнестойкость, и текущие возможности будут расширены за счет возможности моделирования реальных сценариев пожара в большем масштабе. Новый стенд позволит исследователям лучше решать проблемы лесных пожаров для конструкций и разрабатывать строительные нормы на основе эксплуатационных характеристик.

Целлюлозно-бумажный комбинат

Пилотный завод по переработке волокон FPL оснащен оборудованием для воспроизведения промышленных процессов варки целлюлозы и производства бумаги в пилотном масштабе. Благодаря возможностям в производстве щепы, варке целлюлозы, производстве бумаги и ДВП и даже переработке, исследователи могут тестировать новые методы и оценивать их эффективность на оборудовании, аналогичном используемому коммерческими производителями.

Опытная установка по производству наноцеллюлозы

В августе 2012 года FPL открыла производственный объект стоимостью 1,7 млн ​​долларов для возобновляемых наноматериалов на основе леса. Этот объект является первым в своем роде в Соединенных Штатах и ​​позиционирует лабораторию как ведущего производителя наноцеллюлозных материалов в стране. Наноцеллюлоза — это просто древесное волокно, разложенное до наномасштаба. Для сравнения, нанометр составляет примерно одну миллионную толщины американской десятицентовой монеты. Материалы в этом мелком масштабе обладают уникальными свойствами; материалы на основе наноцеллюлозы могут быть прочнее кевларового волокна и обеспечивать высокие прочностные свойства при малом весе. Например, наноцеллюлозные материалы применяются в легкой броне и баллистическом стекле. Компании в автомобильной, аэрокосмической, электронной, потребительской и медицинской промышленности также видят высокий потенциал этих инновационных материалов в самых разных областях применения.

Объект будет поддерживать развивающийся рынок возобновляемых наноматериалов из древесины, помогая стимулировать рост рабочих мест в лесной отрасли и внося, по оценкам, 600 миллиардов долларов в американскую экономику к 2020 году. США и другие страны увидят многочисленные выгоды от коммерциализации целлюлозных наноматериалов из древесины. Разработка и коммерциализация новых легких, высокопроизводительных продуктов из древесины может помочь сократить потребление ископаемого топлива и выбросы парниковых газов, одновременно увеличивая потенциал для возможностей сельского производства, включая создание множества новых высокооплачиваемых рабочих мест. Новый объект Лаборатории лесной продукции будет способствовать коммерциализации этих материалов, предоставляя исследователям и ранним последователям технологии рабочие количества наноматериалов из древесины.

Ссылки

  1. ^ "Найдите местных подрядчиков - подрядчиков по ремонту домов на Ecnext". goliath.ecnext.com .
  2. ^ «Федерально финансируемая лаборатория проводит эксперименты со всеми деревянными предметами». 12 января 2017 г. – через Slate.
  3. ^ abcde E. Gail Throop; Joyce McKay (31 января 1994 г.), Форма регистрации Национального реестра исторических мест: Лаборатория лесной продукции, Служба национальных парков , получено 27 мая 2022 г.С восемью фотографиями.
  4. ^ "1 декабря 1874 года: родилась [красная] звезда". 1 декабря 2008 года.
  5. ^ "FSEEE". Архивировано из оригинала 2 апреля 2012 г. Получено 10 сентября 2011 г.
  6. ^ ab Risbrudt, CD, Ross, RJ, Blankenburg, JJ, Nelson, CA (2007). Лаборатория лесной продукции: Поддержка вооруженных сил страны ценными исследованиями древесины в течение 90 лет. Журнал лесной продукции, т. 57(1&2), стр. 6-14.
  7. ^ "Лаборатория лесной продукции". Историческое общество Висконсина . Получено 31 мая 2022 г.
  8. ^ "Лаборатория лесной продукции - Лесная служба Министерства сельского хозяйства США". www.fpl.fs.fed.us . Архивировано из оригинала 21 января 2022 г. Получено 8 июля 2010 г.
  9. ^ "Лаборатория лесной продукции - Лесная служба Министерства сельского хозяйства США". www.fpl.fs.fed.us .
  10. ^ "Лаборатория лесной продукции - Лесная служба Министерства сельского хозяйства США". Архивировано из оригинала 28 мая 2010 г. Получено 8 июля 2010 г.
  11. ^ "Лаборатория лесной продукции - Лесная служба Министерства сельского хозяйства США". www.fpl.fs.fed.us .
  12. Forest Products Journal, октябрь 2009 г., Век исследований, работающих на вас. Том 59(10) стр. 6-20.
  13. ^ "Лаборатория лесной продукции - Лесная служба Министерства сельского хозяйства США". www.fpl.fs.fed.us .

Внешние ссылки

Медиа, связанные с Forest Products Laboratory на Wikimedia Commons

43°04′28.8″с.ш. 89°25′38.9″з.д. / 43.074667°с.ш. 89.427472°з.д. / 43.074667; -89.427472