30.01.2023 - Hauptverursacher für Lärm an Wärmepumpen sind die Ventilatoren

Hilfreicher Leitfaden für private Bauherrn -

Das bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) veröffentlicht einen Leitfaden zum Umgang mit Schallproblemen, die durch den Einbau von Luftwärmepumpen in Privathäusern verursacht werden. In diesem Zusammenhang untersuchte die Behörde einzelne Komponenten einer Wärmepumpe hinsichtlich Störschall. Ventilatoren sind zwar nicht die einzige Lärmquelle, sie sind aber zu neunzig Prozent für Lärmprobleme verantwortlich. Bei der Erstellung des Leitfadens kam auch zu Tage, dass es bei einzelnen Fabrikaten beträchtliche Qualitätsunterschiede hinsichtlich der Lautstärke gibt. Denn wenn alle Komponenten einer Luftwärmepumpe lärmtechnisch optimiert sind, sollte der Schallleistungspegel bei maximal 50 dB(A) liegen. Tatsächlich kann der Schallpegel bei Anlagen, die auf dem Markt sind, jedoch 70 dB(A) und mehr betragen.

Die optimale Drehzahl des Ventilators herausfinden

Wie oben erwähnt, sind Ventilatoren oft die Hauptschallquelle, aber auch der Verdichter, die Rohrleitungen, die Luftkanäle oder schwingende Verkleidungsbleche können unerwünschten Schall erzeugen. Für im Freien aufgestellte Luftwärmepumpen ist in der Regel nur der abgestrahlte Luftschall von Bedeutung, während bei Wärmepumpen im Gebäudeinneren sowohl der Luft- als auch der Körperschall beachtet werden muss. Haupteinflussgröße beim Ventilatorlärm ist der Volumenstrom und damit die Drehzahl. Halbiert man die Drehzahl, vermindert sich der Geräuschpegel zwischen 15 dB(A) und 18 dB(A). Folgenden Daumenwert kann man sich merken: der Schallleistungspegel nimmt um ca. 0,25 dB(A) pro 1% Drehzahlsteigerung zu. Setzt man größere Ventilatoren ein, ist ein höherer Volumenstrom bei kleinerer Strömungsgeschwindigkeit erzielbar. Die unerwünschte Nebenwirkung ist dann eine größerer Schaufeldurchmesser, der wiederum für höhere Schallpegel sorgen kann. Im besten Fall sollten Baugröße, Drehzahl, Förderdruck und Volumenstrom aufeinander abgestimmt werden, um den Punkt für die minimale Lärmentwicklung zu finden. Der Ventilator sollte in einem stabilen Gehäuse sitzen und fest montiert sein, um Unwuchten zu verhindern und muss zudem schalltechnisch entkoppelt sein.

Luftkanäle schalltechnisch optimieren

An Aufhängungen und Schutzgittern an denen die Ventilatorschaufeln vorbeilaufen, entstehen Luftzonen mit Strömungs- und Druckschwankungen, welche für regelmäßige Druckimpulse sorgen können und dadurch ein tonhaltiges Geräusch hervorrufen. Die Verwendung von eckigen Kanalumlenkungen hat positive Effekte auf den Schallschutz, denn dadurch wird die ungehinderte Durchströmung des Luftkanals in Längsrichtung unterbunden. Auch sorgen absorbierende Auskleidungen und eine günstige Luftkanalgestaltung für einen besseren Schallschutz. Erfahrungsgemäß sind Kanalkrümmer, Querschnittsprünge, Lüftungsgitter und sonstige Strömungshindernisse kritische Stellen in den Luftkanälen. Als Grundregel gilt, dass im Lüftungskanal eine wirbelarme Strömung vorherrschen sollte. Auch an Kanalkomponenten, wie dem Wetterschutzgitter, können Differenzen von mehr als 20 dB(A) auftreten. Hier bestehen verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten, führt der LfU-Ratgeber aus. Die Luftkanalbleche sollten entkoppelt von den Körperschallquellen montiert werden, vibrierende Bleche "entdröhnt" werden.

Schalldämpfer in den Zu- und Abluftöffnungen

Der austretende Schall wird dadurch wesentlich verringert. Es gibt verschiedene Versionen von Schalldämpfern, z. B. Kulissenschalldämpfer oder zylindrische Absorptionsschalldämpfer. Ein weiterer Typ ist der Relaxationsschalldämpfer. Die akustische Wirkung entsteht durch eine Kombination aus Absorption und Reflexion in den Dämpfergehäusen. Dazu sind aber Einbauten vorzusehen. Für tiefe Frequenzen eignen sich bei genügend großen Luftschächten Resonatorschalldämpfer, die auf das tieffrequente Brummen des Kompressors oder den Ventilatorklang abgestimmt sind. Bei der festgelegten Frequenz wird er zum Schwingen angeregt und dämpft mit einer Art Masse-Feder-System die Schwingungen. Die Wechselwirkung zwischen einem Hohlraum und einer bewegten Luftmasse ist hierbei ausschlaggebend.

Sorgfältige Installation von Rohrleitungen

Bei Verschraubungen ist darauf zu achten, dass keine Schallbrücken entstehen. Eine zu fest angezogene Schraube kann die elastische Lagerung unwirksam machen. In abgehende Leitungen lassen sich zur Entkopplung so genannte Kompensatoren einsetzen. Das sind flexible Schläuche, die um 90° bis 360° Grad gebogen sind. Die Leitungen sollten elastisch gelagert oder aufgehängt werden. Auch Durchführungen durch das Gehäuse müssen absolut schalldicht sein.

Wärmpumpen lassen sich einhausen

Ein Schallminderung ist durch eine vollständige und fugendichte Einhausung möglich. In die Einhausung muss absorbierendes Material eingebracht werden, ansonsten würde der Schall in der Kapsel sogar noch verstärkt werden. Auch in diesem Fall müssen Durchführungen schalldicht abgeschlossen werden. Auch sind die Zu- und Abluftöffnungen mit ausreichend dimensionierten Schalldämpfern auszurüsten. Die Übertragung von Körperschall wird vermieden bzw. reduziert, wenn die Kapsel selbst elastisch mit dem Fundament verbunden ist.

Das komplexe Schallschutzthema überfordert oft die Bauherren

Die Stellschrauben für den lärmarmen Betrieb einer Luftwärmepumpe sind vielfältig. Nicht nur bei der Herstellung, sondern auch bei der Montage der Anlage muss der Schallschutz "sitzen". Ansonsten ist der Ärger mit den Nachbarn vorprogrammiert. Bei einer engen Bebauung im Wohngebiet und schlechtem Schallschutz sind die Immissionsrichtwerte der TA Lärm schnell überschritten. Nachträgliche Schallminderungsmaßnahmen gestalten sich meistens als aufwändig und teuer. Der Installateur sollte das Lärmschutzkonzept plausibel erläutern können und eine entsprechende Checkliste bereithalten.