Сущность фахверка
Фахверк (нем. Fachwerk – каркасная, фахверковая конструкция) - строительная конструкция, в которой несущими элементами являются вертикальные столбы.
Наряду с распорными наклонными балками, вертикальные стержни фахверка являются опорной конструкцией здания. Нередко эти конструктивные элементы видны с наружной стороны здания, что придает ему характерный вид. Пространство между балками заполняется обычно глинобитным материалом, кирпичом или блоками.
Фахверковые конструкции появились в XV веке в Германии и очень быстро завоевали популярность в северной части Европы (от Великобритании до Польши). В XX веке фахверковые конструкции переживали новый расцвет, это было связано с возрождением средневековой культуры и стремлением к приданию натуральности внешнему виду здания.
Рисунок 1. Современное фахверковое здание. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Преимущества фахверковых конструкций:
- высокая энергоэффективность сооружения в целом;
- скорость монтажа;
- длительный срок службы конструкций;
- низкая стоимость;
- удобство произведения ремонтных работ.
История появления
Надо сказать, что в Германии сохранилось несколько фахверковых сооружений, построенных в XIV веке в Кведлинбурге. Они датируются 1347 годом.
Особое развитие каркасного строительства в Европе пришлось на средневековье. Некоторые специалисты считают, что фахверковые дома в Европе начали строить уже в XI веке. Широкому распространению фахверковых методов строительства в Германии и Франции способствовало накопление строительного опыта, а также повышение мастерства плотников (это было достигнуто преимущественно с развитием кораблестроения).
Здесь следует отметить, что история каркасных конструкций уходит гораздо глубже в глубину столетий. Каркасные дома строили везде, где есть лес, и где уровень культурного и технического прогресса создавал благоприятные условия для этого. К XVI веку плотницкое мастерство достигло своего совершенства и фахверковые конструкции стали широко распространены и популярны. Массовая застройка фахверковыми сооружениями продолжалась до XVIII века включительно, в наши дни также можно наблюдать возрождение таких конструкций в связи с тенденциями к экологичности материалов и практичности конструкций.
Изначально фахверк представлял собой простую конструкцию из несущих колонн. Деревянные столбы закапывали в землю, далее они скреплялись прогонами. На прогоны монтировались стропила и соломенная кровля. Чаще всего пол в таких сооружениях был земляной или глиняный. В связи с тем, что стойки и балки прямоугольного сечения изготавливать еще не умели, во всех строениях применялись бревна и жерди. Заполнение стен, чаще всего, выполнялось из глины, армированной камышом или соломой.
Впоследствии столбы перестали закапывать в землю с тем, чтобы предотвратить гниение. Стойки теперь стали монтироваться на уложенные в земле камни (аналог современного столбчатого фундамента) – по одному большому камню на стойку. Позднее на смену бревнам пришли горизонтальные и вертикальные элементы прямоугольного сечения. При помощи эмпирических исследований мастера установили, что на общую устойчивость сооружения положительно влияют наклонные элементы (распорки и подкосы), введенные в конструкцию каркаса.
Рисунок 2. Фахверк. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Именно таким образом были построены тысячи деревянных европейских домов (некоторые из них стоят уже более 500 лет). Одновременно с немецкими каркасными конструкциями возникали аналогичные технологии в Швейцарии, Англии и Франции. Все подобные методики монтажа каркаса были впоследствии названы стоечно-балочными. В современности довольно часто термином «фахверк» обозначают любую стоечно-балочную конструкцию.
Конструкция фахверковых домов
Любое сооружение на основе фахверковой конструкции имеет несущий каркас из стоек (вертикальных конструкций), балок (горизонтальных конструкций) и раскосов (элементов, смонтированных под углом к горизонту). Эти три компонента являются отличительной особенностью фахверковой конструкции. Раскосы предназначены для придания жесткости и общей устойчивости каркасу здания.
Пространство между элементами фахверка в разные времена заполнялось разными материалами. Изначально это была глина, смешанная с камышом или различным мусором. Полученные глиняные панели штукатурили изнутри и снаружи, при этом сам каркас обычно оставляли на виду. Балки, стойки и раскосы расчленяли поверхность белой стены и придавали внешнему виду сооружения особую выразительность. Это и стало архитектурной особенностью фахверка и его визитной карточкой. Более состоятельные слои населения заполняли пространство между элементами каркаса специальными резными панелями (пик распространения резных украшений пришелся на XVI – XVII века).
Жесткость, прочность и устойчивость каркаса достигалась применением различных эффективных соединений элементов:
- на потайной шип;
- на примыкание «ласточкин хвост»;
- при помощи врубки.
Помимо прочего, конструкции скреплялись деревянными нагелями.
Нередко в фахверковых конструкциях можно заметить одну особенность – этажные выступы. Существует множество догадок, для чего именно предусматривались подобные выступы, одна из таких - постепенное увеличение площади здания при совершенствовании конструкций.
Наиболее доступным и самым часто используемым заполнителем фахверковых конструкций являлся глиняный саман (кирпич из вышеупомянутой глины, смешанной с соломой или камышом). Подобная арматура применялась для того, чтобы глина не растрескивалась и не разрушалась со временем. Для того, чтобы стена из такого кирпича не потеряла устойчивость, под него устраивали плетеное основание из тонких веток (аналог современной вертикальной арматуры). Ветки вставлялись в заранее предусмотренные полости внутри фахверковых полей.
По прошествии времени между заполнителем и элементами каркаса образовывались трещины, которые заделывались шерстью, смешанной с известью.
