Сооружение кирпичного фронтона – подробное руководство

Возведение фронтона требует предварительных расчетов, специализированных знаний и, как минимум, базовых навыков каменщика. Ошибки при проектировании или сооружении чреваты искривлением стропильной системы, появлению в кладке трещин и даже обрушением. Как сделать фронтон из кирпича, избежав распространенных ошибок, будет рассказано далее.

Преимущества и недостатки

Кирпичные фронтоны обладают следующими достоинствами:

• Высокие прочностные характеристики;
• Длительный срок службы;
• Кирпич без какой-либо дополнительной обработки не горит, не гниет, в нем не заводится жучок и не образуется плесень;
• Широкий ассортимент материала для строительства, среди которого масса доступной по цене продукции;

Существенный недостаток один: каменные сооружения отличаются от прочих значительной массой (исключение газобетон, пенобетон), что неизбежно сказывается на требованиях к несущей конструкции и фундаменту. Также к минусам стоит отнести меньшую универсальность в сравнении с каркасными аналогами, которые применимы практически на любых строениях.

Монтажные работы и необходимые расчеты

Перед началом работ по монтажу необходимо определить площадь кирпичного фронтона. Для этого расчета следует определиться с размерами этого конструктивного элемента. Далее, зная ширину, высоту и формулу, по которой можно посчитать площадь равнобедренного треугольника, можно узнать необходимое значение.

То есть для этого следует умножить высоту на половину ширины.

Перед тем как приступить к расчету этого конструктивного элемента нужно произвести два–три ряда кладки из кирпича. Таким образом, можно поднять его от угла до угла. Проделать эту процедуру стоит для того, чтобы произвести монтаж и фиксацию мауэрлата, и грамотно установить наклонные стропила. Если эти работы не выполнить, то в дальнейшем выступающие стропила и мауэрлат создадут проблемы при устройстве крыши.

Какой кирпич подходит

При выборе материала для кирпичного фронтона необходимо учитывать его вес и внешний вид здания. Если возведение стен выполнялось лицевой кладкой, с использованием качественного материала, то фронтонная конструкция возводится в том же стиле, за исключением ситуаций, когда необходимо реализовать специфические дизайнерские решения.

Если же дом построен черновой кладкой и предполагается последующая отделка, решающим фактором при выборе материала будет его вес (естественно, не в ущерб прочности). На строении из газобетона не следует сооружать массивные конструкции из более плотного и тяжелого камня, такого как полнотелый кирпич или шлакоблок. Технологически воплотить подобное возможно, однако рациональным такое решение назвать трудно.

Наиболее правильным будет использование пористых или пустотелых изделий – пенобетона, ячеистого кирпича и подобных им материалов. Это в значительной степени уменьшит нагрузку на несущие стены и фундамент строения, к тому же стоит подобная продукция несколько меньше монолитных изделий, для изготовления которых требуется больше сырья.

Назначение

Фронтон крыши – это часть стены, которая располагается между кровельными скатами и карнизом. Термин «фронтон» может иметь разное значение – например, в отдельных источниках под этим термином скрывается участок стены, расположенный под скатами и выкладываемый вместе с основной стеной. В деревянных домах этот же участок конструкции называется «щипцовой стеной».

Впрочем, на сегодняшний день под фронтоном подразумевается любое перекрытие, выстроенное на уровне чердака с использованием любых материалов. В случае с двухскатными крышами фронтоны обычно имеют треугольную или пятиугольную форму.

Фронтон необходим для решения целого ряда задач, среди которых:

1. Защита подкровельного пространства от проникновения ветра и атмосферных осадков. Этот пункт очень важен, поскольку защита от внешних факторов требуется не только самой кровле, но и всему зданию.
2. Сохранение тепла. Под двухскатной кровлей нередко обустраивается жилая мансарда, для комфортного пребывания в которой обязательно требуется качественное утепление. Впрочем, даже нежилой чердак необходимо защищать от холодов – фронтоны без утепления на порядок снижают энергосберегающие свойства всей крыши.
3. Повышение жесткости крыши. Стропильная система двухскатной крыши фронтоном разгружается – он принимает на себя часть нагрузки. Грамотно установленные фронтоны увеличат жесткость кровли и повысят ее устойчивость к ветровым нагрузкам.
4. Повышение визуальных характеристик. Для обшивки фронтонов можно использовать самые разные материалы, способные придать конструкции декоративные свойства. Учитывая заметность фронтонов, о возможности украшения дома без особых затрат нужно знать и помнить.

Расчет размеров фронтона

Геометрическую форму и габариты фронтона для кирпичного дома следует прорабатывать еще в ходе проектирования. При составлении проекта учитывают такие моменты, как назначение чердачного пространства, особенности стропильной системы, климатические и механические воздействия на кровельную конструкцию. Кроме того, зная площадь фронтона, возможно максимально точно вычислить его массу, чтобы внести ее в расчет нагрузок на стеновой каркас и фундамент.

Высота фронтона

Высотой фронтона принято считать расстояние от его основания (карниза) до конька крыши. Данная величина в первую очередь зависит от того, как будет использоваться пространство под кровлей. Если планируется обустраивать жилое помещение, не стоит делать высоту фронтона меньше, чем 2,5 м. Обычный чердак, для хранения бытовых принадлежностей, будет достаточно удобен и функционален при высоте 1,5-2 м.

Помимо использования подкровельного пространства высота фронтона влияет на внешний вид здания и крыши в частности. Если вертикальные размеры фронтонной надстройки более чем в полтора раза превосходят расстояние от фундамента до верха стены, крыша визуально создает подавляющий эффект. Непропорционально низкие фронтоны выглядят еще хуже, несмотря на то что подавление отсутствует. Такие конструкции делают здание чрезмерно приземистым. Наиболее гармонично смотрятся дома, в которых фронтон и стены примерно одной высоты.

Угол у основания фронтона

Фактически, это угол ската кровли относительно горизонтальной плоскости. Определяя данную величину, можно либо отталкиваться от высоты фронтона, либо рассчитывать высоту относительно заданного угла.

Фронтон двухскатной крыши, скаты которой одинаковы, представляет собой равнобедренный треугольник. Чтобы определить углы основания, его необходимо разделить на два прямоугольных треугольника медианой, исходящей из вершины (конька кровли). Полученные прямоугольники состоят из гипотенузы, которая является скатом крыши и двух катетов. Один из катетов – высота фронтона, второй – половина его основания.

Расчет угла при заданной высоте выглядит следующим образом:

tg A = 2H/L. Где A – угол основания, H – высота фронтона, L – длина основания. Для фронтона с шестиметровым основанием и высотой 4 м угол будет равен: tg A = 8/6, что в результате дает угол 53°.

Расчет высоты, если угол известен:

H=1/2L* tg A. Для основания (L) 6 метров и угла 60° высота будет равна: H = 6/2 * tg 60° = 3 * 1,73 = 5,19 м.

Площадь фронтона

Расчет площади фронтона зависит от его формы, которая на современных зданиях бывает треугольной, трапецеидальной, пятиугольной и даже овальной.

• Площадь треугольной конструкции рассчитывается по формуле, знакомой многим из школьного курса: высота треугольника умножается на половину основания. Площадь фронтона высотой 3 м и длиной основания 4 м будет равна: S = 3 * ½ * 4 = 3 * 2 = 6 м².
• Для вычисления площади трапецеидального сооружения необходимо сложить длины оснований фигуры (верх и низ) и разделить на 2, после чего полученный результат умножить на высоту.
• Площадь пятиугольных фронтонов рассчитывается сложением площадей треугольника, который формирует верхнюю часть конструкции и нижней трапеции. Вычисления проводятся способами, описанными выше.

Основные нагрузки на фронтонные стены

Некорректное сооружение фронтона может привести к ряду негативных последствий: появлению трещин в щипцовых стенах и даже их обрушению. В большинстве случаев причиной таких аварий становятся допущенные еще на стадии проектирования ошибки, а именно: не учитывается тот факт, что в случае ветра фронтон будет подвергаться повышенным горизонтальным нагрузкам и по этой причине нуждается в дополнительном укреплении.

Узнайте, что представляет собой стропильная система ендовы и как её рассчитать.

Все об особенностях устройства кровли из мягкой черепицы читайте здесь.

Во время составления проекта нужно принимать во внимание следующие моменты:

• среднюю скорость ветра в регионе и разновидность кровли;
• высоту расположения постройки над уровнем моря;
• климатические особенности региона, в котором проводится строительство;
• степень сопротивляемости дома порывам ветра.

Во время определения указанных параметров следует учитывать изменение геометрии здания в процессе строительства. На разных этапах меняется площадь отдельных конструктивных элементов, которые подвергаются ветровой нагрузке.

Для готового мансардного строения аэродинамический коэффициент считается равным 0,7.

При проведении строительства фронтонные стены обладают треугольными фрагментами, которые развеваются по ветру, как паруса. Значит, во время проектирования следует учитывать, что для готового здания аэродинамический коэффициент будет составлять 1,4—1,6, а не 0,7.

Расчет материалов

В большинстве случаев определение площади сооружения требуется чтобы подсчитать материал для возведения или последующей отделки. Количество кирпича зависит от его габаритов, типа кладки и величины растворного шва. Стандартным принято считать кирпич 250х120х65 мм, приблизительная толщина кладочного шва – 1 см.

Если кладка выполняется в полкирпича, то при расчете количества, следует использовать боковую площадь (250х65), прибавив к каждой из сторон половину толщины шва (5 мм). Таким образом фактическая площадь каждого кирпича в кладке будет равна: (250+5) * (65+5) = 255 * 70 = 178,5 см², следовательно, на 1 м² понадобится примерно 56 кирпичей.

Когда строить стропилу?

Стропильная система монтируется либо до возведения фронтона, либо после:

• После возведения фронтона. Наиболее популярный среди опытных строителей вариант. Выбирая его, необходимо провести детальный расчет высоты и площади фронтонной конструкции. Это важно даже при постройке простых прямоугольных домов с симметричными двускатными крышами, поскольку при ошибках в расчетах велика вероятность получить в результате перекос конструкции.
• До возведения фронтона. В этом случае стропильная система монтируется без фронтона и нет надобности проводить какие-либо вычисления высоты и площади, что устраивает начинающих строителей. Однако последующие кладочные работы приходится проводить в стесненных условиях чердачного пространства, и некоторые манипуляции выполнить довольно затруднительно.

Этапы возведения и схема кладки фронтона

В первую очередь необходимо выполнить подготовительные работы для корректного монтажа будущей стропильной системы. Как правило, нижняя часть стропильной ноги опирается на продольный брус (мауэрлат), который монтируется на несущую стену. В зависимости от конструкции кровли мауэрлат либо скрыт за фронтоном, либо выступает за него, формируя свес. В любом случае размер опорного бруса, а иногда и стропил, следует компенсировать, проложив в основании фронтона соответствующее количество рядов кирпичной кладки.

Кладка фронтона из кирпича симметричной двускатной крыши включает в себя следующие этапы:

1. Разметка. Посередине опорной стены перпендикулярно основанию устанавливают рейку, верхняя часть которой определяет местоположению конька. От вершины рейки к углу каждой из боковых стен натягивают шнур, в результате чего формируется треугольный контур будущего фронтона.
2. Кладка и армирование. Кладку выполняют обычным способом, не выступая за пределы треугольного контура, сформированного шнуром. Чтобы возводимая конструкция не получилась зубчатой крайние кирпичи подрезают. Подрезка выполняется после предварительной разметки, для этого кирпич кладут без раствора и отмечают угол по шнуру. При разметке следует учитывать толщину кладочного шва, для чего удобно использовать шаблон соответствующего размера. Каждые 4-5 рядов укрепляют армирующей сеткой, которую кладут в растворный шов с целью повышения прочности сооружения.
3. Выравнивание. Неровности, образовавшиеся на боковых гранях фронтона, заделывают цементным раствором.

Высокие конструкции желательно дополнительно укрепить, так как воздействие на них внешних факторов может привести к обрушению. Для увеличения вертикальной устойчивости фронтона внутри строения сооружают простенок, который служит дополнительной опорой. Если фронтон чрезмерно массивный, с наружной стороны стен выкладывают пилястры, компенсирующие нагрузку на основание.

Устройство фронтона двухскатной крыши

Возведение фронтона следует начинать с разметки. Для этого на стене закрепляется рейка, длина которой равна высоте будущего фронтона. Ее верхняя часть соединяется с углами стен при помощи капронового шнура.
В итоге получается конструкция в форме треугольника, где верхняя часть рейки играет роль вершины фронтона, а капроновые шнуры изображают его стороны.

И только после этого можно начинать процесс установки фронтонной стены.

Нужно отметить, что фронтон можно возводить как после, так и до монтажа кровли. Но специалисты рекомендуют сначала устроить фронтон, а уже потом монтировать кровлю. Это значительно облегчит работу мастерам, поскольку она создает помехи при возведении фронтонной стены.

Кроме того, стропила можно укладывать только на полностью обустроенную конструкцию. Но строительные работы необходимо проводить оперативно, поскольку фронтонная стена является неустойчивой конструкцией и может обрушиться от сильного ветра.

Отделка фронтона

Отделка требуется в тех случаях, если кладка выполнялась черновыми материалами, такими как шлакоблок, пенобетон, газобетон или обычный кирпич. Наиболее доступный вариант – штукатурка с последующим покрытием фасадной краской. Помимо цементного покрытия возможна облицовка фронтона кирпичом, сайдингом, вагонкой, пластиком или листовыми материалами. Чтобы лицевой декор гармонично сочетался с общим дизайном отделка фронтона выполняется в том же стиле, что и стены строения.

Следует помнить, что приступать к отделочным работам, в особенности к штукатурке, желательно после усадки дома. В идеале строение должно простоять, как минимум, два зимних периода. Выждав это время, можно не опасаться, появления трещин, осыпания краски или деформации наборного покрытия.

Деревянный фронтон в кирпичном доме

Наиболее распространенный вариант деревянного фронтона – конструкция каркасного типа, обшитая лицевым покрытием. Такое сооружение, как правило, обходится дешевле, проще в изготовлении и быстрей реализуется. Это делает его популярным при самостоятельной застройке или малобюджетном строительстве.

Несущий брус каркасного фронтона крепится к мауэрлату, коньку, стропилам и основанию. После этого монтируется обрешетка (рейка подходящего сечения или оцинкованный профиль). Если планируется наличие окон или дверей, в каркас включают дополнительные опорные элементы проемов. Готовую конструкцию утепляют, изолируют от влаги, после чего обшивают наборным или листовым покрытием.

Деревянный фронтон в кирпичном доме – актуальное решение для тех случаев, когда стропильная система уже собрана или вес конструкции имеет критическое значение. Каркасный фронтон будет легче практически любого каменного сооружения, в том числе выложенного из пустотелых или пористых материалов.

Изготовление фронтона из дерева и кирпича

Основными элементами фронтона из дерева являются:

• коньковая доска;
• шпильки из стали для крепления;
• стропила.

Так как за основу взята двухскатная кровля, то вначале занимаются монтажом фронтонов сразу с двух сторон. Устанавливаются стропила и опора для них. Далее возводятся стены, наилучшим вариантом для них будут лобовые и карнизные доски. Они крепятся к стропилам с помощью гвоздей.

Для защиты от влаги помещения под крышей используется пароизоляционный материал, укладываемый под внутреннюю обшивку. Заранее нужно предусмотреть вентиляционные зазоры для постоянной циркуляции воздуха в помещении и создания комфортного микроклимата.

Основными элементами фронтона из кирпича являются:

• кирпич;
• цемент;
• мачта.

Чтобы не приобретать лишние материалы, понадобится калькулятор для расчета необходимого количества кирпича. Для такой конструкции, как фронтон, лучше использовать пустотелый кирпич, так как его вес имеет огромное значение. Для обычной стены понадобится 40 стандартных кирпичей, учитывая все подгоны.

Для кладки кирпича используется только свежий раствор. Состав и пропорции его таковы: 1 часть цемента, 3 части песка и вода. Вода заливается до тех пор, пока консистенция раствора не станет достаточно вязкой, но не перестарайтесь, слишком жидкий раствор — это не очень хорошо.

Каждый ряд кирпича обязательно проверяется уровнем, а швы затираются. Нельзя разбивать кирпичи, а если нужен нестандартный размер, то распилите его болгаркой. Окончив работу, нужно закрыть зазоры в стене, это можно сделать с помощью всевозможных декоративных элементов.