Warum der Füllfaktor das A und O ist
Ein Leerrohr oder Kabelkanal ist kein Behälter, in den möglichst viele Leitungen passen. Sein Querschnitt muss Wärme abführen, das Einziehen erlauben und Raum für spätere Nachinstallation lassen.
Der Füllfaktor beschreibt, welcher Anteil des lichten Rohrinneren von den Kabeln belegt werden darf. Wird er überschritten, steigt die Erwärmung, das Einziehen wird mühsam und die Zugbelastung kann die Isolierung beschädigen.
Die Dimensionierung des Rohrs ist deshalb kein Nebenaspekt, sondern Teil der Leitungsberechnung. Wer nur den Leiterquerschnitt betrachtet und das Rohr danach auswählt, übersieht genau die Größe, die über Erwärmung und Lebensdauer mitentscheidet.
In der Praxis fällt der Fehler oft erst spät auf: Beim Einziehen klemmt die letzte Leitung, oder der Querschnitt muss nachträglich korrigiert werden, weil die Absicherung nicht mehr passt. Beides kostet Zeit und Material.
Dieser Leitfaden zeigt, wie Sie Füllfaktor und Derating richtig anwenden. Ein durchgerechnetes Beispiel mit fünf Stromkreisen macht die Rechnung nachvollziehbar, eine Checkliste sichert die Ausführung ab.
Füllfaktor und Derating: die wichtigsten Begriffe
Füllfaktor
Der Füllfaktor ist das Verhältnis der Summe aller Kabelquerschnittsflächen zur lichten Querschnittsfläche des Rohrs. Er begrenzt, wie dicht ein Rohr belegt werden darf. Grundlage ist immer der Außendurchmesser der Kabel, nicht der metallische Leiterquerschnitt.
Derating
Das Derating beschreibt die Reduktion der Strombelastbarkeit eines Leiters. Es berücksichtigt Wärme, die Häufung mehrerer Stromkreise und die Umgebungstemperatur. Das Ergebnis ist ein Korrekturfaktor, mit dem die Grundbelastbarkeit multipliziert wird.
Beide Größen hängen zusammen: Je voller das Rohr, desto stärker muss die Strombelastbarkeit der Leiter reduziert werden. Ein zu klein gewähltes Rohr wirkt damit doppelt nachteilig – beim Einziehen und bei der Erwärmung.
| Kabel im Rohr | Richtwert Füllfaktor |
|---|---|
| 1 Kabel | bis etwa 53 % |
| 2 Kabel | bis etwa 31 % |
| 3 und mehr Kabel | bis etwa 40 % |
Die Werte sind Richtwerte aus der Praxis und dienen der überschlägigen Auslegung. Für konkrete Projekte sind die Angaben des Kabelherstellers und die geltende Norm maßgeblich.
Eingangsdaten richtig sammeln
Ohne vollständige Eingangsdaten ist jede Dimensionierung ein Ratespiel. Erfasst werden sollten:
- Kabeltyp und Außendurchmesser – nicht nur der Leiterquerschnitt
- Anzahl der Kabel beziehungsweise Stromkreise je Rohr
- Verlegeart: Rohr in der Wand, im Boden, auf der Wand oder im Kanal
- Umgebungstemperatur und angrenzende Wärmedämmung
- Mindestbiegeradius des verwendeten Kabeltyps
- geplante Reserve für spätere Nachinstallation
Der Mindestbiegeradius liegt je nach Kabeltyp häufig beim Vier- bis Sechsfachen des Außendurchmessers. Rohrbögen müssen diesen Radius einhalten, sonst wird die Isolierung beim Einziehen übermäßig belastet.
Prüfen Sie außerdem, wie viele Bögen und wie viele Zugänge ein Rohrabschnitt hat. Jeder zusätzliche Bogen erhöht den Kraftaufwand beim Einziehen und sollte bei längeren Strecken eingeplant werden.
Leerrohr in sieben Schritten berechnen
Die Dimensionierung lässt sich in sieben Schritte gliedern. Wer sie der Reihe nach abarbeitet, kommt zuverlässig zu einem belastbaren Ergebnis.
- Kabel und Querschnitte je Stromkreis festlegen.
- Außendurchmesser der Kabel ermitteln und die Querschnittsfläche berechnen: A = π × (d/2)².
- Gesamtfläche aller Kabel im Rohr addieren.
- Zulässigen Füllfaktor nach der Anzahl der Kabel wählen.
- Benötigte lichte Rohrfläche bestimmen: Gesamtfläche / Füllfaktor.
- Passenden Rohrdurchmesser aus der Normreihe auswählen – immer die nächstgrößere Größe.
- Biegeradius, Zugänge und Reserve prüfen und Derating ansetzen.
Die Formel A = π × (d/2)² liefert die Querschnittsfläche eines runden Kabels aus seinem Durchmesser d. Werden mehrere Kabel verlegt, addieren sich diese Flächen zur Gesamtfläche.
Aus der benötigten lichten Rohrfläche ergibt sich der Innendurchmesser über die Umkehrung d = Wurzel aus (4 × A / π). Ausgewählt wird anschließend die nächstgrößere Normgröße, damit eine Reserve bleibt.
Wichtig ist, alle Kabel eines Rohrabschnitts gemeinsam zu betrachten. Wer jeden Stromkreis einzeln berechnet und die Rohre hinterher zusammenlegt, überschreitet den Füllfaktor fast zwangsläufig.
Rechenbeispiel: fünf Stromkreise in einem Rohr
Fünf Leitungen des Typs NYM 3×1,5 mm² sollen in einem gemeinsamen Leerrohr verlegt werden. Der Außendurchmesser beträgt je Kabel etwa 9,5 mm.
Querschnitt je Kabel: A = π × 4,75² ≈ 71 mm². Für fünf Kabel ergibt sich eine Gesamtfläche von rund 354 mm².
Bei fünf Kabeln gilt ein Füllfaktor von etwa 40 %. Die benötigte lichte Rohrfläche beträgt damit 354 mm² / 0,40 ≈ 886 mm².
Daraus folgt ein erforderlicher Innendurchmesser von rund 34 mm. Gewählt wird die nächste Normgröße, hier ein Rohr mit etwa 40 mm lichter Weite (M40 bzw. DN40).
| Schritt | Ergebnis |
|---|---|
| Außendurchmesser je Kabel | 9,5 mm |
| Querschnitt je Kabel | ≈ 71 mm² |
| Gesamtfläche (5 Kabel) | ≈ 354 mm² |
| Füllfaktor | 40 % |
| Benötigte Rohrfläche | ≈ 886 mm² |
| Erforderlicher Innendurchmesser | ≈ 34 mm |
| Gewählte Größe | M40 / DN40 |
Die gewählte Größe ist bewusst etwas größer als rechnerisch nötig. Damit bleibt Raum für ein späteres Nachziehen eines zusätzlichen Stromkreises, ohne dass ein neues Rohr verlegt werden muss.
Hätte man dagegen nur den reinen Füllfaktor ohne Reserve betrachtet, wäre ein deutlich kleineres Rohr entstanden. Der kleine Aufpreis für die größere Nennweite zahlt sich bei der nächsten Erweiterung aus.
Derating richtig berücksichtigen
Mehrere Stromkreise im selben Rohr erwärmen sich gegenseitig. Die Strombelastbarkeit des einzelnen Leiters sinkt deshalb mit steigender Anzahl der Stromkreise.
| Stromkreise im Rohr | Korrekturfaktor (Richtwert) |
|---|---|
| 1 | 1,00 |
| 2 | 0,80 |
| 3 | 0,70 |
| 4 | 0,65 |
| 5 | 0,60 |
Der Korrekturfaktor wird mit der Grundstrombelastbarkeit des Leiters multipliziert. Ein Leiter mit einer Grundbelastbarkeit von rund 19 A trägt bei fünf Stromkreisen nur noch etwa 11,4 A (19 A × 0,60). Die Absicherung muss entsprechend angepasst werden.
Zusätzlich zu beachten sind eine hohe Umgebungstemperatur und verlegte Wärmedämmung. Beide senken die zulässige Belastung weiter und sind in der Praxis oft der entscheidende Faktor, gerade bei gedämmten Wänden und Decken.
Wer das Derating ignoriert, plant eine Leitung, die im Normalbetrieb warm wird und deren Schutzeinrichtung zu spät oder gar nicht anspricht. Die Folge sind gestörte Betriebszustände, die sich nur schwer auf die eigentliche Ursache zurückführen lassen.
Checkliste vor der Ausführung
Vor der Ausführung lohnt ein kurzer Kontrollgang. Die wichtigsten Punkte im Überblick:
- Füllfaktor je Rohrabschnitt geprüft (ab drei Kabeln höchstens etwa 40 %)
- Außendurchmesser real ermittelt, nicht nur der Querschnitt
- Biegeradien eingehalten und Rohrbögen ausreichend groß gewählt
- Anzahl der Stromkreise für das Derating erfasst
- Umgebungstemperatur und Wärmedämmung berücksichtigt
- Reserve für die Nachinstallation freigehalten und Zugdraht eingelegt
- Rohr und Kanal mechanisch geschützt verlegt
- Stromkreise gekennzeichnet und dokumentiert
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Die Checkliste lässt sich für jeden Rohrabschnitt erneut durchgehen. Wer sie konsequent anwendet, erkennt Engpässe schon in der Planung und nicht erst auf der Baustelle.
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FAQ
Welcher Füllfaktor gilt für ein Leerrohr?
Als Richtwert gelten bis etwa 53 % bei einem Kabel, bis etwa 31 % bei zwei Kabeln und bis etwa 40 % ab drei Kabeln im Rohr.
Zählt der Leiterquerschnitt oder der Außendurchmesser?
Für den Füllfaktor zählt immer der Außendurchmesser des gesamten Kabels, nicht der metallische Leiterquerschnitt.
Warum sinkt die Strombelastbarkeit im vollen Rohr?
Mehrere Stromkreise erwärmen sich gegenseitig. Die Wärme wird schlechter abgeführt, deshalb wird die Strombelastbarkeit mit einem Korrekturfaktor reduziert.
Wie viel Reserve sollte ich einplanen?
Es empfiehlt sich, eine Normgröße größer zu wählen und einen Zugdraht einzulegen. So bleibt Raum für spätere Nachinstallation ohne neue Rohre.