Lärmprobleme bei Luftwärmepumpen

Immer mehr Eigenheime und auch Mehrfamilienhäuser werden mit Luft/Wasser- und Luft/Luft-Wärmepumpen beheizt. In eng bebauten Gebieten können diese Geräte aufgrund ihrer Geräuschentwicklung störend sein. Luft-Wärmepumpen haben ein hohes Beschwerdepotential, da sie häufig die einzige dauerhafte Schallquelle in einem ruhigen Wohnumfeld sind. Sie tragen dazu bei, dass sich die Lärmsituation im Wohnumfeld wesentlich verschlechtert. Das Ruhebedürfnis der betroffenen Nachbarn ist oftmals hoch, so dass auch niedrige Schalldruckpegel schon als störend empfunden werden. Die Belästigung ergibt sich insbesondere durch den zeitlich uneingeschränkten Betrieb der Wärmepumpen und aus unterschiedlichen Geräuschereignissen (z. B. Abtauvorgängen) in den frühen Morgenstunden. Bereits in der Planungsphase können durch eine überlegte Standortwahl mit schalltechnisch optimierter Aufstellung der Wärmepumpe zukünftige Konflikte mit den Nachbarn vermieden werden.

1. Schallquellen bei Luft-Wärmepumpen

• Ventilator
• Kältemittelkreislauf mit Ventilen/Expansionsventil
• Kompressor (Verdichter)
• Rohrleitungen
• Luftkanäle
• schwingende Verkleidungen

Den größten Anteil am Gesamtgeräusch hat in vielen Fällen der Ventilator. An den Ventilatorschaufeln entstehen Luftwirbel und Druckschwankungen, die als Geräusch an die Umgebung abgegeben werden. Neben dem Luftschall des Kompressors ist außerdem auch die Körperschallübertragung vom Kompressor und den Kompressorleitungen auf andere Gerätebauteile, auf den Boden oder die Wand und von dort auf umliegende Gebäudeteile zu nennen, die dann ihrerseits Schall abstrahlen.

Aufbau einer Luftwärmepumpe mit den wichtigsten Schallquellen und Übertragungswegen

Relativ komplex ist die Lärmentwicklung bei Strömungen, also z.B. im Luftkanal und an den Verdampferlamellen. Einen erheblichen Einfluss hat hier die Geschwindigkeit des strömenden Mediums, die bei vorgegebener thermischer Leistung und dem hierfür erforderlichen Luftstrom, vom Querschnitt des durchströmten Bauteils abhängt. Bei größerem Querschnitt kann die Luft langsamer strömen und verursacht damit weniger Lärmemissionen.

2. Lärmschutz bei Luft-Wärmepumpen

Auch wenn Luft-Wärmepumpen in der Regel genehmigungsfrei installiert werden können, müssen sie so errichtet und betrieben werden, dass schädliche Umwelteinwirkungen durch Geräusche verhindert werden, die nach dem Stand der Technik zur Lärmminderung vermeidbar sind.

Wir empfehlen bereits beim Kauf einer Luft-Wärmepumpe auf ein leises Gerät zu achten, denn nachträgliche Maßnahmen sind häufig teuer und aufwändig. Hinweise auf die Geräuschentwicklung der Luft-Wärmepumpe können in der Regel den technischen Datenblättern entnommen werden oder über den Händler in Erfahrung gebracht werden. Dabei ist darauf zu achten, dass der angegebene Schallleistungspegel den lautesten Betriebszustand beschreibt (maximaler Schallleistungspegel).

2.1 Wahl der Aufstellungsart

Je nach Gerätetyp wird die Luft-Wärmepumpe vollständig im Gebäudeinneren installiert oder Teile davon im Freien. Bei vergleichbaren Luft-Wärmepumpen verursachen Geräte, die im Gebäude aufgestellt werden, niedrigere Immissionswerte. Allerdings ist auch bei einer Innenaufstellung die Geräuschentwicklung an der Zuluft- und Abluftöffnung nicht zu vernachlässigen. Bei Geräten im Freien ist bei einer fachmännischen Montage vorrangig der abgestrahlte Luftschall von Bedeutung. Dagegen ist bei Geräten im Gebäudeinneren zusätzlich auch auf den Körperschall zu achten.

2.1.1 Empfehlungen bei der Außenaufstellung

Für im Freien aufgestellte Luft-Wärmepumpen ist bei einer fachmännischen Montage vorrangig der abgestrahlte Luftschall von Bedeutung. Bei diesen Geräten befinden sich die Hauptschallquellen Ventilator und Kompressor in der Außeneinheit. Hier ist es besonders wichtig, dass der Hersteller insbesondere den Kompressor gut entkoppelt und gekapselt hat.

Die meisten Außeneinheiten strahlen den Schall nicht gleichmäßig in alle Richtungen ab, sondern besonders stark in Ausblas- und Ansaugrichtung. Wenn möglich sollte die Außeneinheit deshalb nicht mit ihrer lautesten Seite zu einem schutzbedürftigen Raum hin orientiert sein.

Bei der Außenaufstellung ist die Entkopplung des Körperschalls besonders dann notwendig, wenn die Geräteeinheit direkt an die Wand montiert wird oder das Fundament direkt mit dem Gebäude verbunden ist.

Sofern die unter 2.6 empfohlenen Abstände nicht eingehalten werden können, sollten bei der Wahl des Aufstellungsortes eventuelle spätere Schallschutzmaßnahmen eingeplant werden. Der Gerätestandort sollte also einen Abstand zur Grundstücksgrenze aufweisen, der ggf. eine Kapselung oder einen Schallschirm möglich macht.

2.1.2 Schallarme Innenaufstellung

Hier ist es besonders wichtig, auf eine schwingungsisolierende Aufstellung und entkoppelte Rohrleitungs- bzw. Kanalanschlüsse zu achten.

Da bei der Innenaufstellung Ansaug- und Ausblasöffnung ins Freie führen, können dort störende Schallemissionen entstehen. Um diese so gering wie möglich zu halten, sollte der Luftkanal optimiert sein. Dabei helfen z. B. eckige Kanalumlenkungen, mit denen bereits gute Schallpegelminderungen erzielt werden (siehe VDI 2081). Absorbierende Auskleidungen und eine günstige Luftkanaldimensionierung reduzieren den Lärm weiter.

Luft-Wärmepumpe in Außenaufstellung

Zuluft- und Abluftöffnung einer Luft-Wärmepumpe mit Aufstellungsort im Gebäudeinneren

2.2 Leise Geräte wählen

Bei den verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Geräten gibt es große Unterschiede bzgl. der Schallemission. Aus der Sicht des Lärmschutzes sollten generell möglichst leise Geräte gewählt werden. Leise Geräte erkennt man an einem niedrigen Schallleistungspegel. Für Luft-Wärmepumpen in modernen Einfamilienhäusern mit niedrigem Wärmeenergiebedarf sollte ein Schallleistungspegel von höchstens 50 Dezibel (L_WA ≤ 50 dB (A)) nicht überschritten werden. Die meisten Anlagen sind jedoch erheblich lauter. Ist dieser Wert nicht im technischen Datenblatt angegeben, können Hersteller oder Händler Auskunft geben. Dabei sollte man sich vergewissern, dass der angegebene Schallleistungspegel den lautesten Betriebszustand der Luft-Wärmepumpe beschreibt. Oft wird dieser auch als maximaler Schallleistungspegel aufgeführt (L_WA,_max).

Verteilung der Schallleistungspegel von Luft-Wärmepumpen

Die Wahl einer leisen Luft-Wärmepumpe stellt einen ersten wichtigen Schritt hin zu einer ruhigen Nachbarschaft dar. Genauso wichtig ist es jedoch zu überprüfen, ob das Betriebsgeräusch der Luft-Wärmepumpe deutlich wahrnehmbare Töne enthält. Diese sind im Spektrum des Geräusches durch einzelne deutlich herausragende Spitzen einzelner Frequenzen gekennzeichnet. Da tonhaltige Geräusche als besonders störend empfunden werden, sollten nur Luft-Wärmepumpen ohne tonhaltige Betriebsgeräusche zum Einsatz kommen.

2.3 Wahl des Aufstellungsortes

Aus Sicht des Immissionsschutzes ist die Aufstellung der Luft-Wärmepumpe im Inneren des Gebäudes zu bevorzugen. Bei der Außenaufstellung können weitere Möglichkeiten bei der Wahl des Aufstellungsortes beachtet werden, um die Lärmbelastung für die Nachbarn zu reduzieren. Schallimmissionen können durch Vermeidung bzw. Verminderung von Reflexionen reduziert werden, indem das Gerät mindesten 3 m von der nächsten Mauer entfernt aufgestellt wird. Bei einer Montage direkt vor einer Hauswand erhöht sich der Schalldruckpegel um 3 dB, bei einer Aufstellung mit zwei nahegelegenen Wänden um 6 dB gegenüber einer Aufstellung ohne nahegelegene Hauswände. Kann eine Montage vor einer Hauswand nicht vermieden werden, so ist es aus lärmtechnischer Sicht am sinnvollsten, wenn die dem nächsten Nachbarn abgewandte Gebäudeseite verwendet wird. Störende Betriebsgeräusche können reduziert werden, wenn keine direkte Sichtverbindung zu benachbarten schutzbedürftigen Räumen besteht.

Erhöhung des Schalldruckpegels durch Reflexion: a) Aufstellung auf freier Fläche (Boden bildet reflektierende Ebene); b) Aufstellung vor einer Hauswand (Abstand bis 3 m) führt zu einem um 3 dB erhöhtem Schalldruckpegel (Boden und Hauswand bilden zwei reflektierende Ebenen); c) Aufstellungsvarianten mit drei reflektierenden Ebenen führt zu einem um 6 dB erhöhtem Schalldruckpegel.

Aufstellung an der vom nächsten Nachbarn abgewandten Seite des Hauses reduziert den Schalldruckpegel um bis zu -20 dB im Vergleich zur Aufstellung direkt gegenüber des Nachbarhauses.

2.4 Einfache Schallschutzmaßnahmen

Die beste Schallschutzmaßnahme ist eine gute schalltechnische Planung vor der Installation der Luft-Wärmepumpe und die Auswahl eines möglichst leisen Gerätes ohne ausgeprägte Tonhaltigkeit. Ausreichende Abstände zu betroffenen Immissionsorten gemäß TA Lärm (z. B. Wohnräume und Schlafräume), eine abgeschirmte Aufstellung der Luft-Wärmepumpe (z.B. an einer Fassade, die nicht zum nächsten Nachbarn hin orientiert ist) und die Vermeidung von Reflexionen und Mehrfachreflexionen reduzieren die Belästigung der Nachbarschaft deutlich.

Zusätzlich bieten sich unter anderem folgende Maßnahmen an, um den Luftschall von Luft-Wärmepumpen direkt an den Geräten zu verringern:

• Schalldämpfer in den Luftkanälen
• Ventilatoren mit geringerer Luftgeschwindigkeit sind leiser
• Rohrleitungen und Kanäle isolieren oder einkapseln
• Schallschirme verwenden
• Bleche entdröhnen
• Geräte kapseln oder einhausen
• Strömungsgünstige Wetterschutzgitter
• Große Luftkanalquerschnitte ermöglichen eine geringere Strömungsgeschwindigkeit
• Umlenkung von Luftkanälen

Der Körperschall kann reduziert werden durch:

• Montage auf Gummipuffern
• Umlaufende Nut im Estrich
• Körperschallisolierte Montage von Rohren und Blechen

2.5 Beurteilung von Luft-Wärmepumpen

Immissionsschutzrechtlich ist die Luft-Wärmepumpe als Anlage nach §3 Abs. 5 BImSchG nach der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) zu beurteilen. Dabei sind Luft-Wärmepumpen immissionsschutzrechtlich nicht genehmigungsbedürftig. Bei Neubauten kann es baurechtliche Vorgaben geben. Damit wird z.B. die Unterschreitung eines reduzierten Immissionsrichtwerts oder Immissionsrichtwertanteils für Einzelanlagen im Bebauungsplan festgeschrieben. Für die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben trägt der Betreiber der Luft-Wärmepumpe die Verantwortung.

Zur Vermeidung von erheblichen Belästigungen der Nachbarschaft sind grundsätzlich die Immissionsrichtwerte der TA Lärm einzuhalten. Diese beziehen sich auf unterschiedliche Gebietsarten (z. B. reines Wohngebiet, allgemeines Wohngebiet, Mischgebiet) und auf bestimmte Tageszeiten (tags: 6 bis 22 Uhr; nachts: 22 bis 6 Uhr). Dabei kommt es auf die Summe aller einwirkenden Anlagen an. Maßgebend für die schalltechnische Beurteilung von Luft-Wärmepumpen ist wegen der niedrigeren Immissionsrichtwerte in der Regel die Nachtzeit. Hier gilt die sogenannte lauteste Nachtstunde (z.B. 1 bis 2 Uhr), also eine volle Stunde mit dem lautesten Beurteilungspegel, zu der die Anlage relevant beiträgt. Allerdings kann im Zusammenhang mit insbesondere Gewerbebetrieben auch die Tagzeit relevant sein.

Damit nicht eine einzige Luft-Wärmepumpe bereits den Immissionsrichtwert komplett ausschöpft, sollten die von einer Luft-Wärmepumpe verursachten Immissionen die jeweiligen Immissionsrichtwerte deutlich unterschreiten. Wir empfehlen im Sinne des Irrelevanzkriteriums nach TA Lärm eine Unterschreitung der Immissionsrichtwerte um 6 dB. Eine weitere Entwicklung der näheren Nachbarschaft ist somit ohne schädliche Umwelteinwirkungen auch in der Zukunft möglich.

Besonders bei älteren Reihen- und Doppelhäusern, die baulich nicht sauber schalltechnisch entkoppelt sind (z.B. gemeinsame Bodenplatte) kann auch eine Geräuschübertragung innerhalb der Gebäude oder mittels Körperschall stattfinden. In diesen Fällen betragen die Immissionsrichtwerte für die betriebsfremden schutzbedürftigen Wohnräume unabhängig von der Gebietsart tags 35 dB(A) und nachts 25 dB(A). Eine saubere Entkopplung von Luft-Wärmepumpe und Gebäude ist hier besonders wichtig.

Unabhängig vom Übertragungsweg (Körperschall oder Luftschall) kann der Betreiber nachträglich zur Nachbesserung verpflichtet werden, wenn Immissionsrichtwerte überschritten werden.

2.6 Empfohlene Abstände zu nächstgelegenen Immissionsorten

Eine grobe Orientierung welche Abstände zu schutzbedürftigen Räumen (z. B. Schlafzimmer, Kinderzimmer etc.) eingehalten werden sollten kann den untenstehenden Tabellen entnommen werden. Diese Abstände ergeben sich für die verschiedenen Gebietskategorien auf der fachlichen Grundlage der Schallausbreitung gemäß DIN 9613-2. Für die Berechnung der Abstände wurden folgende Annahmen getroffen:

Unterschreitung der Immissionsrichtwerte nach TA Lärm um 6 dB(A) (Irrelevanzkriterium nach TA Lärm)

Luft-Wärmepumpe wird in der Nähe einer Wand aufgestellt (Regelfall)

In den Tabellen 2 bis 4 variiert die Tonhaltigkeit von 0 dB(A), 3 dB(A) und 6 dB(A), wobei Geräte ohne tonhaltige Geräuschemissionen aus lärmschutzfachlicher Sicht des LfU den Stand der Technik darstellen. Alle berechneten Abstände wurden auf ganze Meter aufgerundet und halten sicher die Anforderungen der TA Lärm ein.

Die in den Tabellen dargestellten Abstände zwischen Luft-Wärmepumpe und schützenswerter Wohnbebauung zeigen, dass einige verfügbare Luft-Wärmepumpen für eine enge Wohnbebauung nur mit zusätzlichen lärmmindernden Maßnahmen realisierbar sind. In heutigen Wohngebieten sind die Grundstücke häufig klein und die Häuser stehen nahe bei einander. In solchen Situationen ist es besonders wichtig, dass die Luft-Wärmepumpe möglichst leise arbeitet. Außerdem ist darauf zu achten, dass nicht durch den Einbau (z.B. Gestaltung der Luftkanäle) eine ursprünglich nicht tonhaltige Wärmepumpe ein tonhaltiges Geräusch erzeugt.

Ein interaktiver Online-Schallrechner auf der Grundlage des LAI-Leitfadens für die Verbesserung des Schutzes gegen Lärm bei stationären Geräten wurde vom Land Sachsen-Anhalt entwickelt. Dieser Schallrechner kann verwendet werden, um den Standort für eine ausgewählte Wärmepumpe (mit bekanntem maximalen Schallleistungspegel) zu optimieren, oder um für einen bereits bekannten Standort den maximal möglichen Schallleistungspegel einer Luft-Wärmepumpe zu ermitteln.

Der interaktive Schallrechner ist unter folgender Adresse zu erreichen:

• Online-Schallrechner für LWP des Landes Sachsen-Anhalt: Interaktiver Assistent zum LAI-Leitfaden

Weiterführende Informationen:

• Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz: Leitfaden für die Verbesserung des Schutzes gegen Lärm bei stationären Geräten (2020) - PDF
• Online-Schallrechner für LWP des Landes Sachsen-Anhalt: Interaktiver Assistent zum LAI-Leitfaden
• Landesanstalt für Umwelt Baden Württemberg: Lärmschutz bei Luft-Wärmepumpen – Für eine ruhige Nachbarschaft (2023)
• Umweltbundesamt: Lösungsoptionen für Wärmepumpen im Gebäudebestand (2023)
• Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz NRW: "Mach`es richtig! Lärmschutz bei Luftwärmepumpen" (2016) - PDF
• Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie: Gas- und Hybridwärmepumpen für den Gebäudebestand (2019)
• Heat Pump Center der IEA (International Energy Agency): Projekt 51 - Acoustic Signatures of Heat Pumps
• Tieffrequente Geräusche bei Biogasanlagen und Luftwärmepumpen – (Auszug Teil III - Luftwärmepumpen) - PDF