Каркасные фахверковые дома строили крестьяне в центральной и северной части Европы в X — XI веке. Строение представляет собой стальной или деревянный остов, образованный строем горизонтальных и вертикальных брусков. Промежутки между элементами каркаса фахверкового дома закладывались саманом, кирпичом, камнями. Конструктивные детали дома были видны на лицевой стороне, и по торцам балок судили о внутреннем строении здания.
История технологии фахверковых домов
Строительные приемы переняли и переосмыслили римляне на территориях галлов и франков, которые они завоевали. С тех пор они стали строить деревянный остов, промежутки закладывали камнями на растворе. Вертикальные бруски, подкосы и перекладины они намеренно выделяли на площади внешней стены. В результате оставался каркас естественного темного цвета дерева, а кладку красили белой известью.
Опорный остов делали из древесины, т. к. вокруг рос лес и находились глиняные залежи. Недостаток ощущался относительно строительного камня, поэтому он стоил дорого. В Саксонии и на юге Англии строители соревновались в создании внешнего узора на поверхности стен.
Постепенно технология находит применение в местечках и городах Нидерландов, Моравии, Пруссии, Чехии, Франции. Богатые владельцы домов закладывали пространство каркаса резными плитами из древесины. Способ строительства получил название стоечно-балочного, при этом фахверком именовали любые конструкции из вертикальных и горизонтальных элементов.
Технология совершенствовалась, стали использоваться кирпичные и каменные опоры под стойки, чтобы избежать гниения от почвенной влаги. Балки, перекладины и подкосы получили прямоугольное сечение, что привело к упрочнению стыков. Визитной карточкой стиля является декоративность фасада и других стен.
Комбинация темных элементов и светлого заполнения придают праздничный вид строению.
В Англии каркасные стойки ставили вертикально, а швейцарцы и немцы располагали их под углами. Сочетание мастерства специалистов разных стран позволяло разнообразить фасады строений, находить новые технологии.
Отличия современного фахверка от классического
Популярным заполнителем прошлых лет был саман — глина с камышовыми стеблями или соломой. Чтобы материал не выпадал из стены, под него плели основание из веток, затем вставляли в выбранные пазы на поверхности элементов каркаса. Глина высыхала, получались щели, их заполняли смесью шерсти и извести. Современные методы герметизации дома в стиле фахверк предполагают применение шпаклевки.
Современный и старый стиль отличаются деталями:
- Поверхность самана обрабатывали слоем извести вровень со стойками, красили. В современных условиях используют шпаклевку на основе цемента для наружных фасадных работ, а краску берут акриловую с модификаторами. Вместо глиняного самана выполняют простую или фигурную кладку.
- Раньше на фасаде предусматривали выступы, но увеличение площади жилья было незначительным. Такое строение позволяло защитить деревянный каркас от стекающей влаги с кровли. Она попадала на землю около дома или на отмостку. Современные методы позволяют устроить организованный водоотвод с крыши, при этом выступы на фасаде перешли в категорию небольших балконов, эркеров.
- В старину кирпич к элементам остова крепился с помощью трехгранной планки, которую потом фиксировали к поверхности каркаса. В конечном кирпиче делали выборку под рейку. В современном каркасе для таких целей ставят стальные анкеры, а каждые 3 – 4 ряда выполняют армирование рядов.
Современные методы возведения домов сохранили фахверковый остов, но расширили перечень заполняющих материалов. Пространство между стойками, балками и подкосами закладывают пеноблоком, газоблоком, кирпичом, используют инновационные строительные материалы. Для каркаса стали применять металл вместо древесины.
Преимущества и недостатки
Рамно-каркасное строительство позволяет возводить надежные конструкции со стабильными характеристиками, при этом время застройки сокращается. Метод признан экономичным, т. к. минимизируются затраты древесины и расходы на закупку материалов.
Преимущества фахверковой технологии:
- ощутимая энергоэффективность дома фахверк, при этом уменьшено потребление тепла, а энергия расходуется рационально;
- комфортный климат внутри фахверкового дома, природные материалы способны регулировать влажность и температуру в комнатах;
- длительный срок эксплуатации здания, благодаря продуманной конструктивной части;
- низкая стоимость затрат на потребности постройки в эксплуатационный период;
- все части дома подлежат ремонту, каркас почти не дает усадки;
- не существует сложности для проводки коммуникаций.
Многие домики фахверкового типа стоят в Германии более 200 лет в условиях правильной эксплуатации. Нарядные здания выделяются в ряду остальных строений и смотрятся привлекательно. Разработаны способы адаптации дома фахверк к разным климатическим ситуациям. Плюс в том, что среднее по размеру строение можно построить за 3 месяца.
К минусам относят подверженность древесины воздействию плесени, грибка, короедов и необходимость обработки специальными средствами, чтобы увеличить срок службы. Каркас из природного материала может загораться, поэтому необходимо пропитывать элементы противопожарными препаратами. Обработку повторяют регулярно в процессе эксплуатации. Зданию требуется устройство утеплительного слоя и организация пинудительной вентиляционной системы.
Методы сборки дома по технологии фахверк
Фундамент делают малозаглубленный, т. к. остов дома легкий и при этом жесткий. Габариты опорного основания выбирают с учетом почвенных характеристик в регионе, учитывают высоту стояния грунтовой жидкости и отметку промерзания земли. Основание гидроизолируют от влаги и утепляют пенопластом.
Стойки каркаса крепят к фундаменту анкерными болтами. Традиционные бревна и жерди меняют технологичным шлифованным и клееным брусом. Конструктивные элементы стыкуют шипами, нагелями. Многие проекты предусматривают для фиксации стальные уголки и П-образный крепеж.
Дом в стиле фахверк обустраивают следующими методами:
- Заполнение между стойками и балками не несут на себе нагрузку, поэтому возникает много возможностей для перепланировки. Закладку делают различными материалами, чаще используют ячеистые блоки, цементно-стружечные панели.
- На фасаде каркас дома не закрывают, а используют в качестве архитектурной детали. Внутренние поверхности отделываются любым способом без ограничений в соответствии с дизайнерским решением.
- Современные решения по закладке пространственных промежутков каркаса направлены на стеклянные стены, когда прозрачное заполнение составляет около 60% площади стен. Такие варианты строят в южных регионах, применяют энергосберегающие стекла и многокамерные стеклопакеты.
Крышу выполняют с большими свесами, двухскатную. В конструкции не предусмотрена организация мансарды или чердака. Материалом покрытия служит мягкая кровля или ставят металлочерепицу, оцинкованный металл.
Метод длинных столбов
Здания, возведенные таким способом, предусматривают выступающие ступеньки со всех боков дома, начиная со второго уровня. Контрфорсы устраивают одновременно с монтажом перекрытий между этажами. Прогоны перекрытия ставят на стены нижнего яруса так, что их края на размер поперечного сечения выступают за пределы линии вертикальных ограждений.
На концы кладут несущую балку, которая служит опорой для стоек и подкосов стены следующего верхнего уровня. Контрфорсные ступеньки чаще делали только со стороны переднего и обратного фронтона, чтобы сэкономить материалы и ускорить строительство.
Дом фахверк подвергается действию осадков только с этих сторон, т. к. они наиболее высокие. В одноэтажных или двухэтажных постройках нет необходимости конструировать выступающие элементы в боковых частях дома. Такие поверхности невысокие и надежно защищены карнизами кровли.
Балки и прогоны перекрытия располагают только в продольном направлении, чтобы они выступали со стороны фронтона. Крепление балок делают скобами и шпильками, также полученный рычаг придерживается весом нагрузки от внутренних стен.
В нешироких домах допускают поперечное расположение прогонов, при этом концы балок не выдвигаются за пределы линии боковой стены. Передний и задний контрфорс формируют выдвижением междуэтажной обвязки на требуемое расстояние.
Конструкцию укрепляют, если нужно выставить торцы балок, а они уложены редко. В этом случае снизу выступающих концов применяют подпорки в форме уголков. Выступы на боках и фронтонах строения делают методом выдвижения концов балок на передней и задней линии, а по бокам выставляют обвязочные элементы.
Метод коротких столбов
Способ предусматривает формирование выступающих элементов в разных частях здания и на любых этажах, благодаря совершенной конструкции перекрытия между уровнями. Выдвигать по бокам стены верхних ярусов, используя старый метод длинных столбов, сложно, поэтому строители перешли к более совершенному методу.
В частности, это касается зданий на перекрестках, когда окна соседних сторон дома смотрели на пересекающиеся улицы. Эти поверхности подвергались осадкам, и нужны были поэтажные выступы для оттока воды от конструктивных элементов каркаса.
В таких строениях две обратные стены были без контрфорсов, а передние имели ступеньки, хотя площадь выступов не позволяла сделать на них балкон или эркер. Прогоны перекрытия выдвигались только вперед и на их концах располагалась балка-опора для установки стоек.
Сбоку выдвигали связной брусок и каркас верхней стены формировали на его поверхности. Сзади строения балки не выдвигались, как и с другой стороны, которая не была обращена на центральную улицу.
Особенности строения фахверковых домов своими руками
Сооружение каркаса — процедура трудоемкая. Перед началом строительства требуется составление проекта, чтобы учесть все нюансы для конкретного здания. Изъяны приведут к перекосу дома, выпадению заполнений, осадке в грунте.
Алгоритм действий:
- Выбо лучше становить на монолитном фундаменте ленточного типа, при этом ширина полосы не должна быть больше 50 см, т. к. не предусматривается больших нагрузок.
- Для несущих элементов лучше брать клееный брус, можно заменить его полностью высушенным сухим пиломатериалом сечением 150 х 150 мм.
- Нижнюю обвязку ставят на фундамент по слою гидроизоляции, брус крепят анкерами с анодированным покрытием, а деревянные элементы соединяют способом паз-шип.
- Соединения, которые подвергаются статической или динамической нагрузке, дополнительно фиксируют металлическими накладками или уголками, иногда используют сквозные шпильки.
- Глубину каркасных рамок увеличивают в области запланированной установки глухих стен, чтобы поместить утеплительный слой.
- Внутренние перегородки устраивают из брусков меньшего сечения, берут элементы 50 х 40 или 50 х 60 мм, их крепят к перекрытию анкерами, скобами.
- Утепление лучше делать целлюлозными матами, размер по толщине определяется теплотехническим расчетом.
Продольные прогоны монтируют по поперечным брускам, а сверху на них кладут дощатое покрытие. При необходимости ригеля ставят выше яруса обвязки между этажами. Остов фахверка укрепляют открытыми или закрытыми раскосами по углам.
Для отопления применяют стандартные системы или современные методы:
- рекуператоры;
- солнечные батареи;
- топливные насосы;
- теплые полы различного вида.
Камины ставят в качестве дополнительного отопления. Их делают чугунными с закрытой камерой сгорания и жаростойким стеклом. Вентиляцию выполняют в виде канадского колодца, когда для охлаждения прокладывают трубы в земле на глубине 1,5 – 2,5 м, и используют энергию недр.
Кровлю проектируют так, чтобы были широкие карнизы, они защитят стены дома от осадков и жары.
Полностью прозрачные фасады делают с помощью электрохромного стекла, прозрачность которого меняется пультом управления.
