Всё о фронтонах кровли: от выбора материалов до особенностей монтажа
В этой статье вы узнаете о том, что такое фронтон крыши и как правильно он сооружается. Ниже приведено детальное описание технологий монтажа различных отделочных материалов и несущих конструкций, подробно описан выбор составляющих и особенности их использования. Кроме всего этого, вы сможете ознакомиться с требованиями, которые предъявляются к фронтонным стенкам жилых домов. После прочтения текста у вас не возникнет затруднений с заказом строительных работ по возведению фронтона вашего дома.
Варианты устройства фронтона
Фронтон – это участок стены, который ограничен снизу потолком, а сверху плоскостями скатов кровли. Он есть у любой двускатной, ломаной или односкатной конструкции. Также наличие такой составной части характерно для датской крыши. Используются фронтоны в качестве завершающего элемента многих архитектурных сооружений. Так любой портик или портал просто немыслимы без него. Еще такая конструкция нужна для оформления наличников окон и дверей. Ещё с античности фронтоны перекрываются выступами карнизной плиты.
По наличию разных составных частей фронтоны бывают простыми и сложными. Второй вариант, в отличие от первого, предполагает использование в качестве опор вертикальных раскреповок. К тому же в сложной конструкции карнизы и тяги оканчиваются, не доходя до центральной части стены.
Возводится фронтон только в вертикальном направлении и может быть, как треугольной, так и трапециевидной формы, а иногда даже встречаются круглые и многоугольные.
Стенка фронтона ограничивает мансардное или чердачное помещение. Отличие между ними заключается в том, что первое является жилым, а второе техническим. Тип сооружение проектируется, исходя из особенностей эксплуатации. Например, в случае сооружения холодной крыши между внешней и внутренней стеной обязательно закладывается слой теплоизоляции. Для постройки мансарды же утеплитель должен находиться под узлами обрешётки.
Кстати говоря, в профессиональной терминологии под фронтонами понимаются верхние части несущих стен, выложенные из камня, кирпича или других блочных материалов. Деревянные конструкции же называются щипцами, а крыши с их использованием именуются щипцовыми.
Малоэтажное частное строительство объединяет обе категории в один класс фронтонов. Несмотря на различия в устройстве, для их постройки используются во многом схожие технологии и материалы.
Существует два вида обустройства фронтонов:
Для оформления стен довольно часто используется влагостойкая фанера и гипсокартон для наружных работ. Но эти материалы обязательно нужно окрашивать и скрывать лаком после установки. Кроме них, ещё применяются полимерные панели, профнастил и листы поликарбоната. Но самые распространённые и выгодные варианты – обрезная доска и сайдинг из поливинилхлорида.
Обшивка каркасной фронтонной стенки
Если кладка треугольного окончания стены состоит из кирпича или других блочных материалов, то обрешётка из бруса или доски возводится быстро, проста в исполнении и не требует значительных затрат. Связано это с лёгкостью, с которой обрабатывается древесина, что положительно сказывается на оплате услуг строительной фирмы. Ещё каркас из бруса довольно мало весит, по сравнению с кирпичной кладкой. Благодаря этому, он не создаёт дополнительной нагрузки на перекрытия. Да и вообще фронтон позволяет уменьшить вес стропильной системы, увеличив при этом её площадь опоры.
Любой фронтон из дерева сооружается по каркасной технологии. Это значит, что сначала возводится каркас, а после этого на него нашивается брус, обрезная или шпунтовая доска, а ещё гонт или любой другой отделочный материал. Ещё зачастую проектировщики рассчитывают конструкцию так, чтобы фронтонные стойки служили опорой под обрешётку для кровельного покрытия из профнастила, металлочерепицы или других листовых материалов.
Фронтонные стенки из пиломатериалов могут возводиться над кирпичными или блочными стенами, над бревенчатыми стропами или деревянными коробками. Шаг между опорными брусьями рассчитывается, исходя из силы ветра, характерной для данной области. Также в учёт берётся несущая способность перекрытий. Чаще всего расстояние между стойками находится в диапазоне значений от 0,6 до 1м. Располагать каркасные элементы нужно непосредственно над стойками самих стен.
Крыши с каркасом, обитым доской или брусом наиболее характерны для построек канадского типа. Они довольно эффектно дополняют любую кладку или сруб. Кроме этого, стропильная система получает дополнительную опору, а лёгкость всей конструкции даёт возможность не укреплять несущие стены. Поэтому отделка фронтона частного дома таким способом наиболее популярна в нашей стране.
Каких правил нужно придерживаться при обустройстве фронтона
Для начала давайте разберёмся с некоторыми строительными терминами:
Консольная балка – это тип строительной фермы, предназначенный для того, чтобы поддерживать какие-либо выступающие части. В нашем случае это карнизный свес.
Фронтонная опора – это вертикальная стойка, на которую крепится обрешётка для дальнейшего произведения обшивки пиломатериалами.
Верхняя обвязка здания – это брус или доска, соединяющая выступающие концы балок и стропил. Нужна она для того, чтобы придать конструкции жёсткость и дополнительную площадь для крепления обшивки.
Опора для фронтонной стенки может быть выполнена в виде мауэрлата, верхней обвязки или балки перекрытия. Зависит тип этого элемента от материала, из которого выполнены несущие стены здания. Если же свесы конструкции выступают более, чем на 30см, то их укрепляют, устанавливая дополнительные короткие балки.
Если же вынос составляет менее 300мм, то его конструкция включает в себя доску, сечением более 19см, которая крепится к балкам гвоздями или саморезами. Также в состав такого свеса входит лобовая доска, зафиксированная на выпусках торцовых балок и на карнизной обвязке, а также брусья, соединяющие эти две доски. При выпуске менее 30 см в качестве верхней обвязки стены можно использовать крайнее стропило.
Ещё один очень важный момент: при обустройстве выноса менее 300мм обшивка должна доходить до верхней грани стропил, при выносе более 300мм – до нижнего окончания консольных балок. Причём во втором случае используется обвязочный брус одинакового с фронтонными стойками сечения. Но он должен быть ниже стропил, потому что на него опираются консольные балки.
В процессе проектирования и возведения фронтона должны соблюдаться следующие правила, входящие в перечень СП 31-105-2002:
Для фиксации всех элементов отделки крыши и фронтонов чаще всего используются гвозди и саморезы. Чтобы усилить узлы и ответственные части конструкции, применяют скобы или металлические пластины, а также строительные уголки.
Очень важно, чтобы обустройство фронтона соответствовало всем правилам каркасного строительства. Так, первое требования к данным сооружениям – наличие прослойки пароизоляционного материала со стороны подкровельного помещения. После этого должен идти утеплитель, наружная сторона которого требует присутствия гидроизоляции.
Теплоизоляционные плиты по технологии следует располагать между обшивкой, обрешёткой или элементами каркаса, играющими роль ограждающих конструкций. Но важно, чтобы пласт утеплителя заполнял по длине и ширине полностью всё отведённое пространство. В противном же случае будут возникать воздушные прослойки между смежными элементами конструкций. Это значительно ухудшит характеристики чердака и мансарды и сделает их продуваемыми.
Технология работ по обустройству фронтона
Возвести фронтон здания можно и до, и после установки обрешётки с кровельным покрытием. Чаще всего делается это до проведения работ по устройству крыши. У этого варианта есть свои достоинства:
Но есть и ещё один плюс: обустроенный фронтон повышает безопасность кровельных работ.
Правильное возведение фронтона подразумевает полную обшивку каркаса конструкции. Но для того, чтобы конструкция была надёжной и устойчивой, обязательно наличие обрешётки. Она может быть выполнена из металлического профиля или уголка, но чаще всего используется брус с сечением 50*50 или 40*50. В его пользу говорят простота обработки и демократичная цена. Также брус хорошо совместим с любыми пиломатериалами для обшивки стенки.
Если же для обустройства обрешётки используются металлические части, то обязательно стоит брать в учёт различия в теплопроводности материалов. Между стальной обрешёткой и деревянной обивкой будет просто необходим какой-нибудь слой гидроизоляции, по типу рубероида или же мешковины. Связано это с тем, что разница в теплотехнике материалов приводит к обязательному появлению конденсата.
При установке обрешётки запуск за края стропил должен составлять не менее 2,5см. Это нужно для предотвращения попадания осадков на стены постройки. Обшивка по обрешётке бывает, как вертикальной, так и горизонтальной. Её направление должно быть перпендикулярно брусьям или пластинам каркаса. При этом горизонтальная обшивка допускает полное отсутствие всякой обрешётки, требуются только перемычки через каждые 80см.
Для произведения обивки фронтонной стенки используют не только необрезную доску, но также и вагонку или доску с четвертями на обоих сторонах. Если же финансовые возможности это позволяют, то применимы ещё и шпунтовые половицы. При этом нижний край первой доски нужно обязательно обрезать.
Установку обшивки начинают снизу-вверх. На зданиях с фронтонным отливом нижней границей обшивки служит брус, проложенный на сопряжении фронтона со свесом. Шпунтовая доска должна быть развёрнута креплением вверх, хотя это и затрудняет её установку. В противном же случае из-за попадания в стык дождевой воды начнётся загноение и грибковые заболевания.
Видео описание
Если вы запланировали постройку дома с фронтоном, то для вас будет интересен этот видеоролик об особенностях обшивки сайдингом:
При обустройстве фронтона мансардной крыши доску не расчерчивают с точностью до миллиметров: лишний отрезок следует просто отпилить после установки на своё место. Любые проёмы и отверстия в стенке можно вырезать уже после обустройства конструкции. Но всё же большинство мастеров уверено в том, что лучше сделать это предварительно, до монтажа обшивки. Если конструкция кровли утеплённого типа, то дверные коробки стоит вставлять до заделки каркаса фронтона.
Для того, чтобы атмосферная влага не попадала в стыки досок обшивки, на них делают с двух сторон шипы. При этом наружный шип должен быть развёрнут вниз. Самую лучшую защиту от дождя обеспечивает горизонтальное направление обшивки. Если же используется вагонка или шпунтовая доска, средний шип стоит развернуть вверх.
Фронтоны своими руками: тонкости сооружения каркасных торцовых стен крыши
Устройство фронтонов – немаловажная часть работ по возведению крыши, определяющая в результате эстетические и эксплуатационные параметры конструкции. Не стоит полагаться на ошибочное мнение самоучек-строителей, утверждающих, что ограниченные скатами торцевые стенки достаточно просто зашить доской или облицевать сайдингом.
Чтобы грамотно устроить фронтоны своими руками, нужно учесть ряд технических нюансов и в подробностях ознакомиться с технологическими правилами их сооружения, крепления, отделки.
Содержание
Специфика сооружения каркасных фронтонов
Фронтонами называются вертикальные стенки скатной крыши, ограниченные сверху ее наклонными плоскостями, снизу горизонтальным потолочным перекрытием. В сооружении фронтонов используются все виды стройматериалов, применяемых для возведения стандартных стен: кирпич, пенобетонные блоки, аналогичные плоские панели с замковым монтажным соединением, бревно с брусом.
Если фронтоны сложены в виде продолжения стен из камня или древесины, то конструктивно они переходят в разряд щипцов, а опирающиеся на них крыши получают название щипцовых.
Однако самым распространенным вариантом по праву считаются каркасные фронтонные конструкции. Это треугольные или пятиугольные торцовые стенки с каркасом из бруса или спаренной доски, зашитые натуральным или искусственным облицовочным материалом.
В перечне преимуществ сооружения фронтонов по каркасной технологии числятся:
Каркасная технология идеально подходит для сооружения фронтонов как утепленных мансардных крыш, так и холодных конструкций, возводимых над сезонными дачными домиками и бытовками. Это самый простой способ добиться необходимых параметров теплотехники и защитить конструкцию от дождей и ветров.
Правда легкость торцовых стенок двухскатных конструкций не всегда идет на пользу сооружению в целом. Минусы легковесности особенно проявляются в регионах с повышенной ветровой активностью: в степных, горных и приморских областях.
Крыши с низкими фронтонными стенками, но широкими карнизными свесами в районах с подобным климатом тоже ведут себя не лучшим образом. Поэтому там не принято увлекаться шириной фронтонных и карнизных выносов крыши. За пределы периметра дома выступает обычно не более 30 см ската по периметру крыши.
Кроме горизонтально направленной силы на фронтонные стенки действует вертикальная нагрузка, состоящая из суммы нагрузок постоянной и временной категории. К числу постоянных нагрузок относится вес стропильной фермы, опирающейся непосредственно на фронтон, масса утеплителя, обрешетки и непосредственно кровельного покрытия. Их определяют во время проведения расчетов для подбора сечения стропилин.
Временные нагрузки представлены снежными залежами и воздействием ветров. Находят их по картам – графическим приложениям к СП 20.13330.2011 и используют в расчетах согласно рекомендациям указанного справочника.
Пользоваться точными расчетами в вычислении сечения стоек для каркаса фронтонных стенок необязательно. Есть упрощенные формулы, ориентированные на выпускаемые в стране пиломатериалы, и программные продукты, позволяющие в считанные минуты подобрать материал для сооружения фронтона и рассчитать расход. Только без знания принципов вычислений сложно не запутаться в их алгоритме, который мы сейчас досконально разберем.
Расчет сечения опор каркаса
Принцип каркасного строительства заключается в установке вертикальных опор, определяющих конфигурацию стенки с последующим креплением к этим же стойкам облицовочного материала. Мастерам, желающим собственноручно установить и зашить фронтоны, достаточно придерживаться общепринятых правил сооружения каркасных стен.
Предположим, что размеры стоек мы вычисляем для фронтонов частного жилого дома шириной до 9 м в два этажа или в один с мансардой. Максимальная высота потолков не должна превышать 2,4 м. Для мансардного этажа высотой потолка считается расстояние от чернового пола до потолочной балки, которой может служить ригель стропильной фермы.
В большинстве случаев в малоэтажном строительстве нет смысла выполнять сверхсложные вычисления. Лучше воспользоваться уже существующим опытом строителей, выполнявшим проектирование и сооружение каркасных домов в течение многочисленных лет. Например, есть таблица от норвежских инженеров с рекомендованными размерами бруса для устройства каркасных стен.
Если ширина постройки больше 10 м, а высота центральной стойки каркасного фронтона больше 3 м, то норвежские строители не имеют права самостоятельно определять сечение стройматериалов для каркасных сооружений. Эту работу обязан провести инженер-проектировщик с учетом этажности здания и местных условий.
У нас к процедуре проектирования и производства расчетов нет столь же строгих требований. Сечение опоры для высокого и широкого фронтона можно вычислить самостоятельно. Рассчитывают их как сжатые конструктивные элементы, т.е. проверяют только на сопротивляемость сжатию.
Минимальным размером стойки считается 100×100 мм. Если опора подобного размера не удовлетворяет техническим требованиям, увеличивают одну из граней бруска и снова проверяют на сопротивляемость изгибу. При необходимости процесс вычислений проводят снова, пока не получат сечение пиломатериала, свободно выдерживающего нагрузку. Не забывайте, что вместо бруска может использоваться спаренная доска.
Шаг установки стоек
Следует помнить, что с увеличением числа опор каркаса появляется возможность уменьшить сечение пиломатериала, используемого для их сооружения. Это не означает, что вместо каркаса можно построить «частокол» из тонкого бруска, т.к. в преобладающем числе ситуаций каркас фронтона обязан сопротивляться вертикальной сжимающей силе, удерживать дверной и оконный короба.
На выбор расстояния между стойками влияет:
При сооружении фронтона каркасного дома опоры торцевых стенок мансарды устанавливаются непосредственно над стойками каркасных стен первого этажа.
В принципе, разрезание опор для установки коробов после сооружения каркаса практикуется в среде народных умельцев. Однако подобные методы требуют укрепления конструкции дополнительными стойками со стороны устанавливаемого короба и горизонтальными перемычками, водружаемыми над проемом.
Изоляция от пара и ветров с дождями
Барьер от ветра извне конструкции и от воздействия бытовых испарений изнутри сооружается в случае, если запланирована эксплуатация чердачного пространства. Подобные фронтонные каркасы утепляют в соответствии с правилами теплоизоляции каркасных стен.
Толщину теплоизоляции принимают в соответствии с указаниями сборника нормативов по строительной климатологии. В качестве утеплителя применяются маты из минваты, ширина которых на 1 – 2 см превышает расстояние между соседними стропилинами. Теплоизоляция устанавливается враспор в ячейку, ограниченную стропилами, в ней расправляется, после чего плотно заполняет собою все пространство.
Если расчетная толщина слоя теплоизоляции для мансардного фронтона больше, чем смежный размер опоры, то недостающее расстояние наращивается обрешеткой. Кроме компенсации недостающей толщины пиломатериалов решетины предназначены для выполнения еще одной важной функции – они формируют вентиляционный зазор между слоем утепления и расположенной с наружной стороны ветрозащитой.
Применяется две схемы организации вентиляции утепленных фронтонов:
Решетины крепят к стойкам каркаса фронтона вдоль их направления, если требуется нарастить толщину бруска для укладки утеплителя в один слой. Тем же методом устанавливают для формирования вертикальных вентиляционных продухов. Если теплоизоляция сооружается в два слоя, то решетины и наружный слой утеплителя устанавливаются в крест стойкам.
С внутренней стороны мансардных фронтонов аналогичным образом крепится пароизоляционная прослойка. Между ней и внутренней обшивкой мансарды также необходим вентиляционный зазор.
Фронтоны холодных крыш изолируют по другой схеме. Т.к. в пределах не утепленных чердаков не планируется проживание, то необходимость устройства пароизоляции автоматически отпадает, но устанавливается ветрозащита. Вентиляция холодных чердаков сооружается по одноуровневой схеме, независимо от вида применяемого изоляционного материала.
Крепление опор каркаса
Метод фиксации опор каркаса зависит от разновидности основания, к которому производится крепление. Ставят их на перекрытия, выполненные из железобетонных плит или балок из бруса, бревна, сшитой доски, прессованной древесины. Во всех случаях стойки напрямую контактируют только с деревянными деталями. При установке на ж/б основание, кирпичные или бетонные стены крепление опор производится к брусьям мауэрлата.
При фиксации к горизонтально уложенным конструктивным элементам используется схема Т-образного лобового крепления. Безупречно отторцованная стойка устанавливается перпендикулярно мауэрлату или потолочной балке, положение ее усиливается боковыми дощатыми накладками. Вместо накладок могут использоваться металлические зубчатые уголки и пластины.
Монтаж опор фронтонной стенки на бревно несколько сложнее. Для его реализации необходимо сначала выбрать в торцевых бревнах верхнего венца гнезда для установки стоек. Разметка гнезд и последующая установка элементов каркаса производится по контрольной шнурке. Затем на заготовках опор выбирается нижние зубья, комплементарные по размерам и форме устроенным гнездам.
После формирования элементов замкового соединения на бревне и заготовках стоек определяется линия верхнего запила. Поиск ее проводится в ходе примерки каждой заготовки к месту установки. Линию запила очерчивают, поместив зуб в предназначенное ему гнездо. По разметке запиливают, возвращают на место и фиксируют вверху одной деревянной накладкой к стропилам со стороны чердака.
Анкеровка фронтонной стенки
Малоэтажные постройки не слишком устойчивы к ветровым нагрузкам, особенно если полностью или частично выполнены по каркасной технологии. Легкие конструкции порывистый ветер может запросто не только опрокинуть, но и унести. В отношении двускатных крыш с каркасными фронтонами правила аэродинамики действуют по аналогии с крыльями самолета.
Нередко в новостях о прошедших где-либо ураганах указывается число сорванных крыш. Для того чтобы подобные ситуации не случались, стропильную конструкцию крепят к стенам постройки проволочными скрутками к забитым в них металлическим ребристым штырям – ершам.
Опоры фронтонного каркаса также нуждаются в усилении крепления и формировании связей с фундаментом через стены. Т.е. стойки фронтона необходимо соединить со стенами, закрепленными в свою очередь к основанию дома, потому что легкому каркасному сооружению требуется не только пространственная жесткость, но и надежная фиксация к устойчивым конструкциям.
Для обеспечения пространственной жесткости рекомендовано принимать следующие меры:
Чтобы нагрузка смогла перераспределиться на стены и фундамент, нужно все конструктивные элементы прочно связать между собой. Связи устраиваются путем анкеровки, потребность в которой остро возрастает в период строительства, когда стены и крыша дома уже сооружены, а дверные и оконные проемы еще не обустроены. Нужна она для противостояния как горизонтальным, так и вертикальным воздействиям.
Размер анкерных болтов и расстояние между крепежными точками определяют, исходя их уклона конструкции, величины перекрытого пролета и ширины свесов. Чтобы не связываться с зубодробительными расчетами, можно воспользоваться таблицами норвежских инженеров, составленными на основании многолетней практики малоэтажного каркасного строительства.
Анкеровку фронтонных стен проводят:
Усиление крепления фронтонов к деревянным перекрытиям против горизонтальной нагрузки проводится во время установки опор, считается, что установленного в период сборки каркаса крепежа вполне достаточно.
Перед устройством фронтонных свесов, если они имеются в проекте, и выполнением обшивки обустраиваются дверные и оконные проемы, сооружаются короба, в которые будут монтироваться рамы с открывающимися створками. Если на нежилом чердаке планируется установить только слуховые окошки, то вырезать отверстия для их установки можно после устройства дощатой обшивки.
Сооружение фронтонного свеса
Если запланировано устройство фронтонного свеса для защиты стены от пагубного воздействия косых дождей, сооружают его из укороченных стропилин. Естественно, никакого утеплителя и особых расчетов проводить для этого не нужно. Только желательно, чтобы ширина фронтонного выноса была примерно равной ширине карниза.
К вертикальным опорам и верхнему венцу, обвязке или мауэрлату прибивают крайние стропилины, между которыми натягивается шнурка. Эти мини-стропила сначала только наживляют, после определения их оптимального положения фиксируют окончательно. Для обеспечения жесткости каждый элемент своеобразного навеса снабжают подстропильной ногой соответствующего размера.
Рядовые мини-стропила устанавливают по показаниям шнурки, крепят аналогичным образом. Необязательно монтировать их возле каждой стойки каркаса. Расстояние может составлять примерно 1 м, потому что серьезной снеговой нагрузки на фронтонных свесах не бывает.
После устройства стропильной системы под фронтонный свес по укороченным ногам устанавливается обрешетка с шагом, соответствующим выбранному для укладки материалу. Затем можно смело приступать к отделочно-облицовочным работам: сделать обшивку фронтона как представлено одним из описанных на нашем сайте методов, уложить кровельный материал на свес и поставить жестяную планку отлива по линии сопряжения фронтонной стенки и свеса.
Видео об устройстве и обшивке фронтонов
Ролик с примером сборки каркасного фронтона:
Обшивка фронтонной стенки профнастилом:
Как облицевать торцы скатной крыши сайдингом:
Как оказалось, устройство фронтонных стенок не совсем уж простое дело. Для грамотного сооружения их требуется соблюдение технологических правил, с которыми мы ознакомили вас в статье. Если придерживаться строительных предписаний, результат вложенных средств и усилий будет безупречно смотреться и долго служить.
