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Das Geräusch wird zum Nadelöhr

Die neue Herausforderung bei Luft-Wärmepumpen ist der Schall

Luftwärmepumpen: Dass gute COP und JAZ wichtig sind, steht außer Frage. Doch die Schallfrage wird immer wichtiger, je kleiner die Grundstücke werden, benachbarte Häuslebauer also in immer engeren Verhältnissen zusammenleben müssen. Bild: BWP

Luftwärmepumpen sind beliebt. Der Absatzanteil dieses Wärmepumpentyps liegt mittlerweile bei rund 70 %. Inzwischen entscheidet sich ein Drittel der Bauherren von Ein- und Zweifamilienhäusern beim Heizystem für die Wärmepumpe. Bild: BWP

Bei Luftwärmepumpen sind die beiden hauptsächlichen Geräuschquellen die Ventilatoren und die Verdichter. Strömungsgeräusche entstehen darüber hinaus zwangsläufig durch das Ansaugen beziehungsweise Ausblasen der Luft. Die Hersteller arbeiten weiter an der Reduzierung, zum Beispiel mithilfe von Frequenzverschiebungen. Bild: BWP

 

Die Aufgabe von Planern und Installateuren wird mit zunehmender Verbreitung von Luft-Wärmepumpen sein, durch vorausschau­ende Planung den Schall zu minimieren. Das dürfte umso wichtiger werden, je mehr die Außenaggregate Verbreitung finden und die Grundstücke kleiner werden.
Die Wärmepumpe legt in Deutschland weiter zu. Laut Bundesverband Wärmepumpe (BWP) entscheidet sich ein Drittel aller Bauherren von Ein- und Zweifamilienhäusern für eine Wärmepumpe. Sie liegen auf Platz 2 hinter Gas-Brennwertfeuerungen. Vor allem die Luftwärmepumpe boomt. Zugleich werden die Neubaugrundstücke immer kleiner und die Abstände zum Nachbarn geringer.
Über die Gründe für diese Entwicklung lässt sich viel diskutieren. Manche Bauherren installieren eine Wärmepumpe aus ästhetisch-modernen Gründen (kein Schornstein, keine Abgase mehr, keine Lagerstätten für Brennstoffe nötig). Andere begeistert die Technik, zum Beispiel auch die mögliche Koppelung mit Photovoltaik und damit verbunden das Zukunftsthema Eigenstromnutzung. Ein klassischer Grund ist der Umweltgedanke (Energie ist erneuerbar). Und es werden weitere, neue Gesellschaftstrends den Wärmepumpen zuspielen. Die Lebensmittelproduktion macht es bereits vor: Das neue Bio ist „Regio“. Verbraucher möchten die Art und das Woher der Produkte, die sie konsumieren, wo das geht wieder konkret sehen. Dieser Trend überträgt sich gerade auf den Energiemarkt, wo mit „Ökostrom“, den mittlerweile jeder anbietet, nicht mehr zu punkten ist, außer über den Preis, und dessen Herkunft möglicherweise fragwürdig ist. Wer Energieversorgung aus wirklich unmittelbarer Nähe verspricht (= über die Ressourcen des eigenen Grundstücks), der wird als Heizsystem an Attraktivität gegenüber anderen weiter gewinnen.

Marktführer mit bekannter Achillesferse
Interessant ist zu sehen, wie sich die Wärmepumpen anteilsmäßig auf die verschiedenen Typen verteilen. Laut BWP wurden im vergangenen Jahr 45 800 Luftwärmepumpen installiert. Ein Marktwachstum von 14,5 % gegenüber dem Vorjahr (2015: 40 000 Stück). Zwar verbuchen die erdgekoppelten Systeme prozentual gesehen höhere Marktzuwächse (21,8 %). Dennoch liegen sie mit 20 700 Geräten (2015: 17 000 Geräte) deutlich hinter den Luftwärmepumpen. Der BWP resümiert folglich: „Luftwärmepumpen beherrschten auch 2016 den Absatz mit 68,9 %.“
Kritisch und als Achillesferse der Luftwärmepumpen wird bekannter Maßen die vergleichsweise niedrige Leistungszahl („Coefficient of Performance“ = COP, Effizienz) gesehen. Vordergründig könnte der COP der Luftwärmepumpen zum Fallstrick bei der weiteren Verbreitung von Wärmepumpen werden. Von der Hand zu weisen ist das nicht: Vor wenigen Jahren erfreuten sich die Wärmepumpen in Österreich einer rasanten Verbreitung – so lange, bis die ersten Winter kamen und die Heizungsbesitzer im Folgejahr mit hohen Stromrechnungen konfrontiert wurden. Der Unmut wurde schnell publik und das Image der Wärmepumpen nahm bei vielen erst einmal einen gehörigen Schaden.
Klar ist: Niedrige Außentemperaturen machen den Luftwärmepumpen mehr zu schaffen als den Erdwärmepumpen, da sie die Wärme aus der Luft ziehen, die im Winter deutlich kälter sein kann als ein gefrorener Boden. Zudem sind die Temperaturschwankungen größer. Mit sinkenden Außentemperaturen geht die Effizienz runter, also gerade in der Zeit, in der sie die höchste Effizienz erbringen muss, weil sie dann am meisten arbeiten muss.
Der COP indes ist ein Prüfstandwert. Er bildet somit nicht die Praxis ab, da er sich nur auf die Wärmepumpe bezieht und nicht z. B. Verbraucherverhalten, Witterung/Klima bzw. das gesamte Heizsys­tem einbezieht. Aussagekräftiger ist die Jahresarbeitszahl (JAZ). Die JAZ gibt das Verhältnis des Jahresertrags Heizenergie zur aufgewendeten Antriebs- und Hilfs­energie in einem Gesamtsystem an. Allerdings korrelieren COP und JAZ: Mit einem schlechten COP wird man zwar vielleicht eine bestmögliche JAZ erzielen, aber damit noch keine gute.
Laut Lokale-Agenda-21-Gruppe Energie der Stadt Lahr (Schwarzwald), die herstellerunabhängig in einem langjährigen Feldtest Wärmepumpen untersuchte, liegen die meisten Luftwärmepumpen mit ihren JAZ zwischen 2,0 bis 2,8. Laut Definition von dena, RWE und EEWärmeG muss eine Elektro-Wärmepumpe mindes­tens eine JAZ von 3,0 erreichen, um als ­energieeffizient bezeichnet werden zu können. „Nennenswert energieeffizient“ sind laut dieser Definition Jahresarbeitszahlen über 3,5. Die Lahrer legen die Messlatte höher auf mindestens 4.

COP und JAZ vernebeln die neue Achillesferse
Dass COP und JAZ wichtig sind, steht außer Frage. Die JAZ-Messlatte sollte tatsächlich mindestens bei 3,5 liegen, besser höher. Denn wie umweltfreundlich sind Wärmepumpen noch, wenn sie gegebenenfalls mit Strom aus fossilen Ener­gien betrieben werden und gleichzeitig schlechte COP/JAZ aufzeigen? Die staatliche Basisförderung für Luftwärmepumpen nach BAFA wird erst gezahlt beim Vorliegen einer JAZ von 3,5. Die Innovationsförderung erst bei 4,5. Eine allein auf COP/JAZ-fokussierte Debatte vernebelt allerding den Blick auf eine deutlich größere Aufgabe bei der Planung und Ausführung einer Wärmepumpenanlage: die Einhaltung des Schallschutzes.
Rechtskräftige Gerichtsurteile in Nachbarschaftsstreits entschieden zum Beispiel eine Luftwärmepumpe aus der Abstandsfläche wieder zu entfernen (OLG Frankfurt vom 26.2.2013 – 25 U 162/12). Ein anderes Urteil legt dem Betreiber die Pflicht auf, per Gutachten nachzuweisen, dass seine Anlage die Grenzwerte der TA-Lärm einhält (Verwaltungsgericht Saarland vom 1. 2. 2012 (AZ. 5 K 1528/11). Die Kosten dafür muss er selber tragen. Die Fälle werden sich häufen, je mehr Wärmepumpen im Neubau Verbreitung finden und gleichzeitig Baugrundstücke immer kleiner werden, benachbarte Häuslebauer also in immer engeren Verhältnissen zusammenleben müssen. Es ist nicht gerade ein Imagegewinn, wenn beklagt wird, dass es nicht mehr so ruhig sei wie zuvor, besonders nachts/früh morgens, seitdem beim Nachbarn eine Luftwärmepumpe läuft.

Die neue Herausforderung ist der Schall

Bei Luftwärmepumpen sind die beiden hauptsächlichen Geräuschquellen die Ventilatoren und die Verdichter. Strömungsgeräusche entstehen darüber hinaus zwangsläufig durch das Ansaugen beziehungsweise Ausblasen der Luft.
Die Hersteller arbeiten weiter an der Reduzierung. Eine Antwort ist die Frequenzverschiebung. Bei Viessmann heißt das Advanced Acoustic Design (AAD): Dabei wird das Frequenzspektrum so verschoben, dass tiefe Töne in einem Frequenzbereich liegen, der von der umgebenden Bausubstanz gedämpft wird. Vaillant deutet an, dass das Unternehmen im selben Themenfeld arbeitet.
Die anderen Faktoren werden zeitgleich weiterentwickelt. Bei Buderus Deutschland werden neben den Punkten Frequenzband und wählbarer Funktion des schallreduzierten Betriebs innerhalb von Ruhezeiten nach der TA-Lärm die Geräuschemissionen durch eine Vergrößerung der Verdampfer-Abmessung reduziert. Der Kompressor ist ­schallentkoppelt in der Außeneinheit montiert und das Gehäuse zusätzlich schallgedämmt. Sollte es trotzdem über die Planung zur Überschrei­tung der TA Lärm Grenzwerte kommen, bietet Buderus als einfache und kostengünstige Nachrüstlösung Schallschutzhauben an.

Es gilt, ihn klein zu halten
Es ist keine Frage von nicht vorhandenen Möglichkeiten, Schallpegel klein zu halten. Doch da das Bauen immer verdichteter wird, wird die Schallfrage mehr Bedeutung gewinnen. Die Aufgabe der Planer und Installateure ist, sie durch eine vorausschauende Planung bzw. saubere Ausführung zu realisieren. Alle Hersteller bieten Tools in Form von Schallberechnungsrechnern und weitere Planungsunterlagen an. Die 20-seitige Empfehlungen des „Leitfadens Schall“ des BWP lassen sich im Kern summieren zu folgender Aussage: Wärmepumpen möglichst frei aufstellen, reflektierende schallharte Flächen meiden.
Das wäre natürlich die perfekte Lösung, aber in der Praxis wird das mehr und mehr schwer zu realisieren sein. Denn in welchem Abstand wird dann kniffelig zu positionieren sein, wenn die Abstände zu den Grundstücken immer kleiner werden. Auch wenn statistisch gesehen die durchschnittliche Grundstücksfläche eines Eigenheims in Deutschland etwa 700 m2 beträgt, darf das doch nicht darüber hinweg täuschen, dass die meis­ten Neubau-Grundstücke heutzutage deutlich kleiner sind.

Autor: Dittmar Koop


Was macht Luftwärmepumpen so attraktiv?

Die Luft/Wasser-Wärmepumpen (Luftwärmepumpen) kosten weniger als Erdwärmepumpen mit Sonden, weil teure Tiefen-Bohrungen entfallen. Für Erdwärmepumpen mit Kollektoren muss man zwar bei Weitem nicht so tief graben, dafür aber dann den Garten umgraben: Bei einem Standard-Einfamilienhaus (150 m2 Wohnfläche) können das 300 m2 notwendige Kollektorfläche sein. Luftwärmepumpen sind damit nicht nur relativ günstig, sondern für die meisten Vor-Ort-Gegebenheiten auch technisch-administrativ unkompliziert umzusetzen (Stichwort: Bohrgenehmigung).

 


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