Вы когда-нибудь просыпались оттого, что соседи сверху решили в 7 утра передвинуть диван? Или пытались сосредоточиться на работе, когда за стеной бурно проводят совещание? Я знаю эту боль, и именно поэтому последние 10 лет своей жизни посвятил созданию материала, который дарит людям тишину. 

Меня зовут Александр, я инженер на производстве ТЕХНОНИКОЛЬ и сегодня я расскажу о полном цикле нашей работы — начиная с того, как мы делаем звукоизоляционный материал, и заканчивая тем, как его правильно применить, чтобы не слышать соседей. 

Дисклеймер: я сознательно упростил описание, чтобы статья была интересна широкой аудитории. Написал я ее для блога ТЕХНОНИКОЛЬ

Немного о звукоизоляции

Чтобы дома или в офисе было тихо, недостаточно толстых стен. Звук — это волна, и она может легко проникнуть через воздух, жидкость и твёрдые тела. Поэтому в зданиях делают звукоизоляцию, а это целая система, в которой последовательно работают три ключевых элемента:

1. Сочетание слоёв материала: массивный → упругий → массивный. Массивные слои — это плотные и тяжёлые материалы: гипсокартон, кирпич и т.п. Они отражают звуковую волну. Упругие слои — минеральная изоляция. Она поглощает звуковую энергию.

2. Грамотно спроектированная конструкция — она усиливает свойства материала.

3. Монтаж без щелей и звуковых мостиков — он не даёт звуку найти обходной путь.

Мы в ТЕХНОНИКОЛЬ работаем над всеми этими элементами звукоизоляции: производим звукоизоляционные материалы, разрабатываем готовые решения и показываем, как правильно их монтировать. 

Звукоизоляционный материал

Мы производим несколько звукоизоляционных материалов: битумные материалы, минеральную изоляцию на основе камня и стекловолокна. Но чтобы статья не получилась как диссертация, покажу производство только одного звукоизоляционного материала — каменной ваты. 

Что такое каменная вата?

Каменная вата — это мягкий волокнистый материал, который состоит из горных пород.

В отличие от жёстких вспененных материалов — например, пенополиэтилена — каменная вата не просто отражает часть звука, а поглощает его за счёт волокнистой структуры. Волокна вибрируют, рассеивают звуковую энергию и превращают её в тепло. За счет этого и происходит поглощение звука, т.е. его уменьшение.

Каменную вату применяют в разных сферах, в первую очередь в промышленно-гражданском строительстве, коммерческой недвижимости, частном домостроении и социальных объектах. Но ее используют не только для звукоизоляции. 

Так как каменная вата негорючая и выдерживает до 1000°C, ее используют для повышения огнестойкости. Потому что при пожаре она защищает конструкции от термического воздействия и разрушения, что дает людям дополнительное время на эвакуацию. Кроме этого, ее используют как утеплитель, виброизоляцию, защиту от конденсата на внутренних коммуникациях зданий, наполнитель в строительных сэндвич-панелях и т.п.

Мы в ТЕХНОНИКОЛЬ производим более 3500 видов каменной ваты на восьми заводах по всей России — Красный Сулин, Рязань, Белгород, Заинск, Юрга, Челябинск и два завода в Хабаровске. Ежегодно мы выпускаем свыше 15 миллионов кубометров продукции. 

Заводы у нас устроены по-разному, сегодня покажу завод и процесс производства в Красном Сулине, где я и работаю.

Как мы производим каменную вату

На заводе мы организовали замкнутый цикл производства с тремя основными зонами:

• Первая — склад сырья. 

• Вторая — основное производство с вагранкой, центрифугой и линией формирования ковра. 

• Третья — склад готовой продукции с погрузочной площадкой. 

Подготовка сырья

Производство начинается с доставки сырья на склад. Сырьем служат: 

• неорганические компоненты — горные породы габбро-базальтовой группы и доломиты;

• и дополнительно органические компоненты: связующие и добавки. 

Поезда и грузовики привозят сырье со всей России. 

После склада сырье поступает в загрузочный бункер. Здесь система автоматически отсеивает пыль и мелкую фракцию материала. А также взвешивает необходимые порции компонентов шихты — смесь из камня и других компонентов. 

Кстати, наше производство работает по замкнутому циклу без отходов. У нас есть участок — брикетирница. Там мы собираем все остатки с производства — обрезки волокон, материала и отходы расплава. Всё это прессуем в плотные брикеты и снова отправляем в печь вместе с обычным сырьём. Такая переработка даже улучшает качество готовой ваты. 

Плавление — превращаем камень в жидкость

Следующий этап — плавление шихты в вагранках. Вагранка — это печь высотой 11 метров и диаметром больше 2 метров. В неё мы загружаем шихту и кокс. Кокс выполняет роль топлива. При его сгорании внутри вагранки температура поднимается до 1500°C.

Шихту мы загружаем сверху. Она постепенно опускается и плавится, превращаясь в огненный расплав.

На вагранке раз в два-три часа происходит слив металла, который образуется в процессе плавления каменного материала. 

Все основные процессы у нас автоматизированы. Но при этом есть операторы, которые в специальном командном пункте следят за десятками параметров на мониторах. 

Волокнообразование — превращение расплава в нити

На этом этапе расплав попадает на многовалковую центрифугу. Под действием центробежной силы капли расплава растягиваются в тончайшие волокна — около 4 мкм, что в 25 раз тоньше стандартной офисной бумаги формата А4.

Потоком воздуха горячие волокна сдуваются и попадают в специальную камеру на ленточный транспортер. В момент сдува волокна охлаждаются, обрабатываются связующим и гидрофобизирующим составом.

Формирование ковра — создаём основу будущих плит

Далее волокно перемещается на транспортер в камеры волокнообразования. Транспортер широкий и воздух циркулирует свободно. Это обеспечивает однородность первичного ковра и улучшает качество продукции.

Затем маятниковый раскладчик равномерно укладывает ковер по ширине линии.

Толщина и ширина ковра зависит от выпускаемой изоляции. Например, для плит ТЕХНОАКУСТИК, которые применяются внутри перегородок и облицовок для звукоизоляции, мы формируем ковёр в основном под плиты толщиной 50 и 100 мм.

Вся производственная линия оснащена автоматическими датчиками, которые непрерывно мониторят базовые параметры — толщину, вес, ширину, плотность. Если что-то не так, система сразу предупреждает операторов. Параллельно операторы проверяют температуру и вязкость расплава. Так мы быстро замечаем и исправляем неполадки, не дожидаясь проверки готового материала в лаборатории.

После этого наше полотно перемещается на участок гофрировщик-подпрессовщик, где происходит вертикальная ориентация волокон. 

И вот что мы получаем по итогу:

Полимеризация — закрепляем форму и свойства

После этого сформированный ковер попадает в камеру полимеризации или термообработки. Здесь под воздействием температуры 200-250°C затвердевает связующее вещество.

Здесь мы учли и экологические моменты. Камера полимеризации оборудована двумя системами дожига газов, которые минимизируют выбросы в атмосферу. 

Охлаждение и нарезка — даём точную форму

После полимеризации ковёр, нагретый до 200 градусов, поступает на стол охлаждения. Здесь его температура снижается до 30-40°C. 

Далее охлаждённый материал отправляется на участок распиловки. Система дисковых продольных и поперечных пил нарезает его на плиты заданных размеров и обрезает неровный край. 

Упаковка — защищаем готовый продукт

Нарезанные плиты мы группируем в пачки и упаковываем в индивидуальную термоусадочную плёнку. Это первый уровень защиты, предохраняющий материал от загрязнений и механических повреждений.

Затем робот-укладчик автоматически формирует из пачек поддоны. Каждая пачка укладывается с точностью до сантиметра, с соблюдением необходимого количества и порядка укладки.

Финальный этап — упаковка поддона по технологии Stretch Hood. Специальный термоусадочный чехол защищает продукцию от осадков и ультрафиолета. Эта технология позволяет хранить материал даже на открытой строительной площадке без потери свойств.

Вату мы упаковываем на двух линиях.

Весь производственный процесс от загрузки сырья до выхода готовой продукции занимает не более часа. Но производство материала — только половина дела. 

Теперь покажу вам, как вата помогает решить проблему шума.

Как применяют каменную вату?

Чтобы каменная вата работала на полную силу, нужно пройти два ключевых этапа: правильно спроектировать звукоизоляцию и грамотно смонтировать её. От качества каждого этапа зависит главное — насколько тихо будет в помещении.

Всё начинается с проекта. Проектировщики работают по нормативу СП 51.13330.2011 «Защита от шума», подбирая решения под конкретное здание. 

В зависимости от назначения здания требования отличаются. Например, стена между квартирами в жилом здании должна задерживать не менее 52 дБ воздушного шума. Это значит, что если за стеной кто-то громко разговаривает (70 дБ), вы должны слышать только приглушённое бормотание. 

В административных учреждениях требования немного мягче — от 45 дБ. В этом случае тот же разговор за стеной звучит как тихая речь, где вы уже различаете слова. 

Разработать звукоизоляцию, которая с первого раза пройдёт экспертизу и не создаст сложностей при монтаже — задача непростая. Поэтому многие проектировщики используют наши системы, причем как на этапе проектирования, так во время строительных работ.

Система — это техническое решение из разных слоёв материалов, подобранных так, чтобы они эффективно работали вместе. Вот пример, как выглядит на схеме готовая система для звукоизоляции:

Это один из пяти вариантов системы ТН-СТЕНА Акустик. 

Для звукоизоляции мы создали несколько систем, каждая под конкретную задачу:

• ТН-СТЕНА Акустик Каркас — каркасная звукоизоляционная перегородка, уменьшает уровень воздушного шума до 59 дБ.

• ТН-СТЕНА Акустик Стандарт — каркасная система дополнительной звукоизоляции стены. Увеличивает звукоизоляцию существующей стены до 11 дБ*.

• ТН-СТЕНА Акустик Экспресс — бескаркасное решение для дополнительной звукоизоляции стен. Увеличивает звукоизоляцию существующей стены до 21 дБ*.

• ТН-ПОТОЛОК Акустик Каркас —система дополнительной звукоизоляции потолка для защиты от воздушного шума сверху до 69 дБ*.

• ТН-ПОЛ Акустик Проф —система звукоизоляции пола для защиты от ударного шума на 34 дБ*.

*Это значения, полученные в результате лабораторных испытаний. При изменении толщины и состава основания конструкции, добавочный индекс будет меняться

Систему под проект проектировщик выбирает на нашем сайте. Также он может выполнить расчет выбранного решения и убедиться в том, что оно удовлетворяет требованиям норм. Там же проектиировщик находит всё необходимое для работы: технические листы, чертежи, BIM-модели, альбомы с узлами примыканий, инструкции по монтажу и другие документы. Это экономит время и помогает избежать ошибок, так как все решения уже проверены и соответствуют актуальным нормативам.

Если у проектировщика возникают вопросы или нужна помощь в подборе решения, он обращается к нашим техническим специалистам. Они помогают выбрать оптимальную систему и адаптировать её под конкретный проект. 

В следующий раз мой коллега расскажет подробнее, как мы создаем и тестируем системы. Это интересный процесс. За каждым техническим решением стоят месяцы обсуждений, испытаний и поиска оптимального варианта. А пока можете посмотреть на нашем сайте все системы под разные задачи.

Монтаж системы

Когда проект утвержден, бригада монтажников приступает к установке системы. Для каждого решения у нас есть детальные инструкции с пошаговыми иллюстрациями. 

Это одна из 64 страниц из инструкции по монтажу систем звукоизоляции для внутренних систем.

Но бывает, что и с инструкцией совершают ошибки: оставляют щели между плитами каменной ваты, забывают проложить виброизоляционные ленты между каркасом и стеной, рвут или продавливают материал при монтаже и т.п.

Поэтому в Строительной Академии ТЕХНОНИКОЛЬ мы регулярно проводим обучение для монтажных бригад, где на практике показываем все нюансы работы с системами звукоизоляции.

Титры

В помощь проектировщикам, заказчикам и подрядчикам мы разработали бесплатные инструменты и выложили у себя на сайте:

• Онлайн-калькуляторы — экономят сотни часов проектировщиков и не нужно считать в ручном режиме. Калькуляторы учитывают все последние требования законодательства и одобрены профильными институтами.

• BIM-библиотеки — для современного проектирования в 3D. Позволяют визуализировать весь проект, выявить коллизии и сократить ошибки проектирования.

• Строительные решения — готовые к применению системы материалов для разных конструктивов. Каждая система уже прошла испытания и имеет все необходимые сертификаты.

Если у вас возникнут вопросы, вы всегда можете обратиться к нашим техническим специалистам. Мы поможем подобрать оптимальное решение, подготовить техническое обоснование для заказчика или предложить нестандартные варианты для сложных ситуаций.

Спасибо Марии Арслановой, техническому специалисту направления Акустика, за помощь в подготовке статьи.