AUSLEGUNG UND BELASTUNGSPRÜFUNG DER KABELTRASSE

Auf die gesamte Tragfähigkeit (mechanische Festigkeit) der Kabeltrasse ist die Positionierung der Stoßstelle zwischen den einzelnen Gitterrinnen in Bezug auf die Stützpunkte der Trasse von grundsätzlicher Bedeutung. Die besten mechanischen Festigkeitswerte der Kabeltrasse erreicht man, wenn sich die Stoßstellen jeweils ungefähr in der Entfernung von 1/5 der Stützweite befinden. Dagegen wirkt sich die Stoßstellenposition direkt über dem Stützpunkt stark negativ auf die Tragfähigkeit der Rinnen aus, und die dermaßen ausgeführten Trassen weisen sehr niedrige Festigkeitswerte auf. Daher ist es für alle Montagetypen untersagt, die Rinnenstoßstelle direkt über einem Stützpunkt der Kabeltrasse zu positionieren! Aus praktischen Erfahrungen mit der Trassenmontage ist klar, dass es nicht immer möglich ist, die Stoßstelle optimal zu positionieren. Daher werden unsere Trassen auch für den Montagefall mit genereller Position der Stoßstelle getestet und es liegen auch geprüfte Eigenschaften der Rinnentrasse für diesen Montagefall vor, also für die beliebige Positionierung der Verbinder SZM 1 ausgenommen die Position direkt über den Stützpunkten der Trasse. Zur Ermittlung der Tragefähigkeit der Trasse werden daher zwei Montagetypen unterschieden, siehe die schematischen Abbildungen unten.

Dieser Montagetyp wird für Standard gehalten, weil er fast gar keine Ansprüche an die Stoßstellenposition stellt, ausgenommen ihre Positionierung über dem Stützpunkt. Aus diesem Grunde ist keine Kürzung der Rinnenteile erforderlich, damit wird Verschnitt bei der Installation minimiert. Diese Montageweise eignet sich für standardmäßig ausgeführte Trassen und bietet bei üblichen Stützweiten höhere Tragfähigkeitswerte als die effektiv nutzbare Rinnenbelastung ist, siehe nachstehende Kapitel und umseitige Tragfähigkeitstabellen.

Dieser Montagetyp ist zur Installation relativ anspruchsvoll, weil die Gitterrinne wegen der geforderten Verbinderpositionierung in dermaßen installierter Trasse gekürzt werden muss, was mehr Verschnitt und weniger Installationseffektivität zur Folge hat. Daraus ergibt sich, dass diese Montageausführung vor allem für hochbelastete Trassen oder technisch schwierig überbrückbare Bereiche mit längerer Stützweite geeignet ist. In diesen Situationen garantiert sie aber eine markante Steigerung der Tragfähigkeit bis zu zweifachen Werten im Vergleich mit der Standardmontage.

Belastungsprüfung der Kabeltrasse

Die Gesamtbelastung der Trasse ist die Summe von spezifischen Gewichten der in der Trasse verlegten Kabel und spezifischen Gewichten aller Zubehörteile der Kabeltrasse, die an den Gitterrinnen angehängt sind. Das heißt, dass z. B. auch Trennstege und Rinnendeckel, Verteilungsdosen, abgehängte Leuchtkörper u. ä. in die Gesamtbelastung der Trasse aufzunehmen sind. In Standardfällen bilden jedoch die Kabel die überwiegende Last und es reicht nur diese zu berücksichtigen. Zur Berechnung der Belastung durch Kabel können Orientierungswerte der Gewichte einzelner Kabeltypen und Kabelgrößen aus der Tabelle Parameter der herkömmlichsten Kabel auf S. 10 herangezogen werden. Der berechnete Belastungswert der Rinne ist dann mit den maximal zulässigen Werten nach der Zertifizierung der gewählten Rinnenabmessung zu vergleichen. Sollte die geforderte Tragfähigkeit der Trasse höher sein als der Wert der zulässigen Belastung der gewählten Rinnenabmessung, kann als Lösung eine größere Rinne mit höherer Tragfähigkeit eingesetzt werden, deren Querschnitt dann jedoch nicht voll genutzt wird. Aus den Tragfähigkeitstabellen ergibt sich auch die Möglichkeit, eine Rinnenversion mit höherer Seite einzusetzen, die höhere Tragfähigkeit hat. Bei der Belastungsprüfung der Kabeltrasse ist ebenfalls die Montageart zu berücksichtigen. Bei Rinnenbefestigung mit den Haltern DZM 3/100, DZM 3/150, DZM4 und DZM 6 ist zu beachten, dass es sich hier um keine Standardmontage mit Stützpunkten unter der Rinne, sondern um eine Aufhängung der Gitterrinne am oberen Randdraht handelt. In diesem Fall sind alle in den Tabellen und Grafiken auf S. 13 und 14 angegebenen Werte mit dem Sicherheitskoeffizienten 0,7 herabzusetzen.

Prüfungsmethodik zur mechanischen Festigkeit der Gitterrinnen

Das Gitterrinnensystem muss eine ausreichende mechanische Festigkeit (Tragfähigkeit und Steifigkeit) aufweisen, diese wird nach der maximalen Durchbiegung der belasteten Kabeltrasse beurteilt. Die MERKUR 2 Gitterrinnen wurden nach der Norm EN 61 537 ed. 2 geprüft. Die Muster der Kabeltrassen wurden schrittweise bis zur SWL-Belastung belastet, was der maximale Belastungswert ist, bei dem die Rinnendurchbiegung, gemessen in der Mitte zwischen den Stützpunkten, 1/100 ihrer Stützweite nicht überschreitet. Gleichzeitig darf die Querdurchbiegung bei dieser Belastung bei jeder Stützweite nicht 1/20 der Musterbreite überschreiten. Die getesteten Prüflinge wurden dann schrittweise mit bis 1,7-fachem SWL-Wert belastet, wobei die Gitterrinne normgemäß nicht zusammenbrechen darf. Bei Erfüllung der beiden Bedingungen erhält die getestete Gitterrinne das Zertifikat.

Bei den MERKUR 2 Gitterrinnen werden die empfohlenen (niedriger als die Norm erlaubt) und die maximal zulässigen (normkonform) Werte der mechanischen Festigkeit angegeben. Diese Werte sind in den Tabellen auf S. 13 und 14 angeführt. Ihre Durchbiegung überschreitet nicht 1/150 der Stützweite. Das bedeutet, dass z.B. bei einer Stützweite von 2 000 mm der absolute Wert der Durchbiegung 13 mm unterschreitet (dabei sind nach der Norm bis 20 mm zulässig!).

Steifere Gitterrinnen bedeuten u. A. bessere Bedingungen für die Funktion der Verkabelung, insbesondere unter Extrembedingungen. Dieser Vorteil zeigt sich beispielsweise bei den Brandbeständigkeitsprüfungen der Kabeltrasse nach der Norm ČSN 73 0895, bei denen das MERKUR 2 System ausgezeichnete Ergebnisse erreicht.

Angesichts der Situation am Markt, wo die angegebenen Werte der Tragfähigkeit bzw. Belastung der meisten Hersteller und Lieferanten von Gitterrinnen am Markt in der Tat Grenzwerte ihrer Rinnen mit niedrigem bis keinem Sicherheitskoeffizienten sind, präsentieren wir neben unseren empfohlenen Standardwerten der Belastung, die mit einer höheren Sicherheitsreserve bestimmt werden, zum Vergleich ebenfalls die maximal zulässigen Belastungswerte der MERKUR 2 Rinnen. Mehr dazu in den Tabellen auf den nächsten Seiten dieses Katalogs.

Realistisch nutzbare Tragfähigkeit der Rinnen

Die obigen Textabsätze befassten sich mit der Belastung und Tragfähigkeit von Kabelkonstruktionen im Hinblick auf die allgemeine Trassenbelastung mit einer nicht näher spezifizierten gleichmäßigen Gewichtsverteilung. Die Installation der Verkabelung ist aber spezifisch, indem eben die elektrischen Kabel praktisch die einzige Nutzlast der Kabeltrasse darstellen. Ausnahme davon sind nur Sondermontagen wie z.B. selbsttragende Kabeltrassen zur Hallenbeleuchtung mit integrierten Leuchten und ähnliche Montagearten, die jeweils nach der konkreten Situation zu lösen sind. Im Normalfall besteht jedoch die Rinnenbelastung fast hundertprozentig nur aus der installierten Verkabelung. Wenn man dabei den nutzbaren Kabelquerschnitt ansetzt und die übliche Massendichte berücksichtigt, gelangt man zu folgenden Daten:

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, dass die Massendichte der Kabel 0,0028 kg/m/mm2 unterschreitet. Höhere Massendichten haben nur Kabel mit großem Durchschnitt und niedriger Flexibilität, demnach mit größerer Selbstragfähigkeit, die aber infolge ihres größeren Durchschnitts den nutzbaren Rinnenquerschnitt weniger ausfüllen. Diese Informationen nehmen einen praktischen Einfluss auf die Belastung der Konstruktion, da aus den vorhergehenden Kapiteln bekannt ist, dass sich in einem bestimmten nominalen Rinnenquerschnitt nur entsprechende Anzahl der Kabel verlegen lässt, die dann mit ihrem Gewicht die Kabeltrasse belasten. Wenn diese Kenntnisse auf die effektiven Rinnenquerschnitte angewandt werden, ergibt sich die folgende Tabelle, welche die maximal mögliche Belastung einer mit darin verlegter Verkabelung belasteten Gitterrinne erfasst.

Die obige Tabelle zeigt, dass die realistischen Werte der Rinnenbelastung
durch Kabel relativ niedrig sind und nur die größten Rinnenmaße hohe Belastungswerte bieten. Für die typischen Rinnenmaße mit Breiten bis zu 300 mm liegen die realistischen Belastungswerte bei max. 25 kg/m (für Rinnen mit Seitenhöhe von 50 mm), bzw. bei 55 kg/m (für die Seitenhöhe von 100 mm).
Von all diesen Daten lässt sich jedoch herleiten, dass es nicht realistisch ist, Standardtrassen, so wie sie unter tatsächlichen Baustellenbedingungen ausgeführt werden, mit den Kabelleitungen so zu belasten, dass die Grenzwerte ihrer Tragfähigkeit
erreicht werden.