Anzeige

Probleme frühzeitig erkennen und verhindern
Schallschutz bei Wärmepumpen

Der Wärmepumpenmarkt hat mit EU-Energielabel, neuer Energieeinsparverordnung und guten Förderbedingungen zusätzlichen Aufwind bekommen. Vielfach werden vor allem im Neubau Luft/Wasser-Wärmepumpen eingesetzt, um die gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich Energieeinsparung und Einsatz erneuerbarer Energien auf effiziente und günstige Art zu erfüllen. Dem Thema Schall kommt daher eine immer größere Bedeutung zu.

Luftwärmepumpe

Luftwärmepumpe (Foto: Hermann/stock.adobe.com)

Besonders in den Ballungsgebieten in Deutschland rücken die Gebäude sowohl wegen immer kleinerer Grundstücke als auch nachträglicher Verdichtung enger aneinander. Durch die geringeren Gebäudeabstände bei verdichteter Bebauung wird es zunehmend schwieriger, die bereits vorhandenen Vorschriften und Verordnungen zum Schallschutz einzuhalten. Schon aus Rücksichtnahme auf die Nachbarschaft sollte die Geräuschbelastung der Umgebung auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Und natürlich wollen die Bewohner der Gebäude selbst auch nicht durch Geräusche gestört werden, die von ihrer eigenen Haustechnik ausgehen.

Für den Einsatz von Wärmepumpen bedeutet die steigende Bedeutung des Schallschutzes daher in jedem Fall eine sorgfältige Planung und fachgerechte Ausführung.

Akustik von Wärmepumpenanlagen ist komplex

Im günstigsten Fall wird schon während der Planung erkannt, wo es zu Problemen durch Geräuschbelästigung kommen kann und wie diese verhindert werden können. Da es sich bei der Akustik von Wärmepumpenanlagen um ein sehr komplexes Thema handelt, ist für einzelne Wärmepumpen meist eine spezifische Betrachtung notwendig. Bei komplexeren Sachverhalten empfiehlt es sich daher, diese durch einen fachkundigen Akustiker prüfen zu lassen. In vielen Fällen können Probleme aber auch durch einfache Maßnahmen vermieden werden.

Rechtliche und normative Grenzwerte

Für den Schutz vor Lärm gibt es einige Normen und rechtliche Vorschriften, in denen Grenzwerte für Schallimmissionen definiert sind. Entscheidend sind meist die Immissionen in schutzbedürftigen Räumen, die in der DIN 4109-1[1] festgelegt sind. Hierbei handelt es sich um zu schützende Aufenthaltsräume, wie beispielsweise Wohn-, Schlaf- oder Büroräume.

Grundlage für die Beurteilung von Geräuschen im Freien ist die 32. BImSchV [2], die auf die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) verweist. Die TA Lärm [3] legt Richtwerte für den Tag- und den Nachtbetrieb abhängig von Gebietstypen fest, die üblicherweise in den Bebauungsplänen festgelegt sind. Der Tagbetrieb ist allgemein von 6 Uhr bis 22 Uhr, der Nachtbetrieb von 22 Uhr bis 6 Uhr festgelegt. Die Richtwerte finden sich in Tabelle 1.

Der maßgebliche Immissionsort, an dem diese Werte einzuhalten sind, befindet sich 0,5 m (außerhalb des Gebäudes) vor der Mitte des geöffneten Fensters des am stärksten vom Geräusch betroffenen schutzbedürftigen Raumes – üblicherweise ist das der der Wärmepumpe nächstgelegene Raum.

Für betriebseigene Anlagen liefert die TA Lärm keine Vorgaben, für betriebsfremde Anlagen werden die Werte aus der DIN 4109 von 1989 genannt: tags 35 dB(A) und nachts 25 dB(A). Die dort genannten Vorgaben entsprechen oft nicht den Kundenanforderungen. Daher sollte nach Möglichkeit eine Auslegung nach VDI 4100 [4] vorgenommen werden. Diese sieht drei Schutzstufen für betriebsfremde Anlagen und zwei Schutzstufen für den Schallschutz innerhalb von Wohneinheiten vor.

Prognoseverfahren nach TA Lärm

In der TA Lärm ist ein vereinfachtes Prognoseverfahren beschrieben, mit dem der Beurteilungspegel des Schalldruckes am maßgeblichen Immissionsort rechnerisch aus dem Schallleistungspegel bestimmt werden kann. Für die Festlegung des am stärksten betroffenen schutzbedürftigen Raumes ist ein Plan notwendig, der neben dem Aufstellort der Wärmepumpe auch reflektierende Wandflächen und die Fenster von schutzbedürftigen Räumen enthält. Nach TA Lärm genügt es üblicherweise nicht, nur die Schallimmissionen durch die Wärmepumpe zu betrachten. Die Richtwerte gelten für die Gesamtbelastung durch das Zusammenwirken sämtlicher relevanter Schallquellen. Der Nachweis der Gesamtbelastung entfällt, wenn die Richtwerte um mindestens 6 dB(A) unterschritten werden. Die Erfüllung der Anforderungen ist getrennt für den Tag- und den Nachtbetrieb nachzuweisen. Beim Ansatz eines schallreduzierten Nachtbetriebes der Wärmepumpe ist zu berücksichtigen, dass damit meist eine Leistungsminderung verbunden ist und außerdem nicht alle Immissionsschutzbehörden diese Einstellung akzeptieren.

Für die Beurteilung von Wärmepumpen nach dem vereinfachten Prognoseverfahren wurden in Abstimmung mit der Bund-Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz folgende Annahmen getroffen:

  • Die meteorologische Korrektur (met) entfällt;
  • Der Zuschlag I für Impulshaltigkeit ist bei Wärmepumpen nicht relevant und entfällt;
  • Der Zuschlag R von 6 dB(A) in Zeiten erhöhter Empfindlichkeit wird für den gesamten Tagbetrieb herangezogen und nicht zeitlich gewichtet;
  • Eine Richtwirkung (i) durch Eigenabschirmung von Gebäuden wird nicht betrachtet.
  • Für eine korrekte Planung der Aufstellung sollten jeweils die maximalen Schallleistungspegel nach Herstellerangaben verwendet werden, derjenige bei Norm-Nennbedingungen kann davon abweichen, vor allem wenn es sich um leistungsgeregelte Geräte handelt.

Der Beurteilungspegel ergibt sich nach Gleichung 1:

  • Lw,aeq Schalleistungspegel der Wärmepumpe nach Herstellerangabe
  • KT Zuschlag für die Tonhaltigkeit nach Herstellerangabe (0/3/6 dB(A))
  • K0 Raumwinkelmaß aus der Aufstellsituation (Erhöhung durch Reflexion um 3/6/9 dB(A))
  • sm Entfernung der Schallquelle zum maßgeblichen Immissionsort
  • -11 dB(A) äquivalenter Schalldruckpegel auf
  • der Oberfläche einer Kugel mit Radius 1 m
  • KR Zuschlag von 6 dB(A) für Zeiten mit erhöhter Empfindlichkeit (nur im Tagbetrieb)

Um die Anforderungen der TA Lärm einzuhalten, muss der Beurteilungspegel jeweils kleiner sein als die in der TA Lärm abhängig vom jeweiligen Gebietstyp angegebenen Richtwerte für den Tag- und den Nachtbetrieb.

Der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V. stellt unter waermepumpe.de/schallrechner ein Online-Tool zur Verfügung, mit dem die entsprechenden Berechnungen ebenfalls vorgenommen werden können. Eine Vielzahl von Schalldaten der Geräte namhafter Hersteller sind enthalten und können anhand des Maschinentyps ausgewählt werden. Die Ausgabe der Berechnung als pdf-Dokument ist möglich. Auf Diagrammen kann für den Tag- und den Nachtbetrieb auch der jeweils benötigte Mindestabstand abgelesen werden.

Für die Ermittlung des Raumwinkelmaßes werden die in Bild 1 dargestellten Aufstellsituationen betrachtet.

Schallschutzgerechte Aufstellung

Bei der schallschutzgerechten Aufstellung ist vor allem auf eine ausreichende Entkopplung zu achten, um die Übertragung von Schwingungen und Körperschall zu vermeiden. Das vom Hersteller empfohlene Zubehör stellt in der Regel eine bestmögliche Entkopplung vom Untergrund sicher. Die Aufstellung muss dabei aber auf einem ebenen und tragfähigen Untergrund erfolgen, keinesfalls auf einem schwingfähigen Boden. Bei der Innenaufstellung ist ein freigeschnittener Sockel in Verbundestrich-Ausführung die beste Wahl. Die Aufstellung auf einem schwimmenden Estrichboden ist nicht zu empfehlen, da hier ein Schwingboden entstehen kann. Herkömmliche Kesselpodeste sind aufgrund ihrer geringen Masse und ihrer Resonanzwirkung für Wärmepumpen ungeeignet. Bei Außenaufstellung haben sich Streifenfundamente aus Fertigbauteilen oder in Ortbetonausführung bewährt. Wandmontagen müssen nach Herstellerangaben erfolgen.

Eine Körperschallübertragung kann auch durch die Anschlussleitungen an das Gebäude erfolgen. Daher ist jeder einzelne Anschluss an die Hausinstallation schalltechnisch zu entkoppeln. Bei Rohrleitungen sollten geeignete Kompensatoren aus elastischem Material verwendet werden, falls die Wärmepumpe nicht selbst schon mit einer Entkopplung ausgestattet ist. Auch der Anschluss mit flexiblen Schläuchen in „Ω“-Führung oder in Schlaufen mit 270-360 °-Umlenkung ist möglich. Auf diese Weise kann auch der elektrische Anschluss ausgeführt werden.

Luftkanäle bei innen aufgestellten Luft/Wasser-Wärmepumpen werden immer elastisch an die Wärmepumpe angeschlossen. Ebenso elastisch erfolgt die Durchführung durch die Außenwand. Alle Halterungen und Wanddurchführungen sind mit dämpfenden Einlagen auszuführen, da die Luftströmung in den Kanälen ebenfalls Schwingungen erzeugt. Die Luftgeschwindigkeit am Ein- und Austritt der Kanäle sollte 3 m/s nicht überschreiten, im Kanalnetz sollte sie weniger als 4 m/s betragen. Die Luftführung ist strömungsgünstig zu gestalten, um Druckverluste zu vermeiden, die sich ungünstig auf Effizienz und Geräuschentwicklung auswirken.

Außen aufgestellte Luft/Wasser-Wärmepumpen und die Außeneinheiten von Splitwärmepumpen sollten so angeordnet werden, dass der Luftstrom an keiner Seite behindert wird. Die Schallabstrahlung ist in Ausblasrichtung deutlich stärker ausgeprägt und sollte nicht in Richtung der schutzbedürftigen Räume orientiert sein. Auch das Anblasen von Wänden ist zu vermeiden, da Reflexionen zu einer Erhöhung des Schalldruckpegels führen.

Erforderlichenfalls können auch weitere Schallschutzmaßnahmen ergriffen werden. Dämmhauben müssen auf die Wärmepumpe abgestimmt sein und dürfen ebenso wie Schallschutzwände die Luftführung nicht beeinflussen. Letztere bestehen aus massivem Material (Beton, Mauerwerk) und sind auf der Wärmepumpenseite mit einem absorbierenden Belag versehen.

Für detailliertere Informationen hat der Bundesverband nun den Leitfaden Schall [5] veröffentlicht, der kostenlos von der Internetseite des Verbandes heruntergeladen werden kann.

Autor: A. Sperr

Literatur:

[1] DIN 4109-1:2016-07 Schallschutz im Hochbau – Teil 1: Mindestanforderungen.

[2] 32. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Geräte- und Maschinenlärmschutzverordnung – 32. BImSchV) Ausfertigungsdatum: 29.08.2002, Zuletzt geändert durch Art. 83 V v. 31.8.2015 I 1474.

[3] Sechste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm – TA Lärm), vom 26. August 1998 (GMBl Nr. 26/1998 S. 503). 

[4] VDI 4100:2012-10 Schallschutz im Hochbau – Wohnungen – Beurteilung und Vorschläge für erhöhten Schallschutz.

[5] Leitfaden Schall; Berlin Oktober 2016, Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

Der Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

Bild 1: Betrachtung von Aufstellsituationen Die Werte gelten gleichlautend für den Luftaustritt einer innen aufgestellten Wärmepumpe. K0 Raumwinkelmaß
Bild 1: Betrachtung von Aufstellsituationen Die Werte gelten gleichlautend für den Luftaustritt einer innen aufgestellten Wärmepumpe. K0 Raumwinkelmaß (Bild: Bundesverband Wärmepumpen)
Tafel {1} Richtwerte für den Tag- und den Nachtbetrieb abhängig von Gebietstypen
Tafel {1} Richtwerte für den Tag- und den Nachtbetrieb abhängig von Gebietstypen

Kommentare

botMessage_toctoc_comments_926
Anzeige