Wärmepumpen Betonfundamente und Schallreflektion

​Als Fundamentierung bei Wärmepumpen werden oft vollflächige Betonfundamente eingesetzt.

Insbesondere bei Grosswärmepumpen mit Mehrfach-Kompressoren kann der Schallharte Untergrund zu einer verstärkten Wahrnehmung des Tieffrequenten Kompressorschalls führen.

Interferenzen entstehen wenn Schallreflexion von dem Fundament mit dem direkten Schall interferieren und den Schallpegel deutlich erhöhen. Je nach Umgebung kann dadurch der Schallpegel rasch um 3 dB(A) bei reiner Freifeld Aufstellung und bis zu 9 dB(A) bei zusätzlich umgebenden Reflektionsflächen, wie Hauswände, einspringende Fassaden etc.. enstehen.

Dies zeigt sich deutlich bei der Schallmessung von Anlage die im Teillastbereich laufen und nach und nach zusätzliche Kompressorstufen zugeschaltet werden. Da bei der Schalltechnischen Planung von Wärmepumpen, Klima und Kältanlagen, meist der Frequenzbereich von 63 Hz bis 8K Hz betrachtet wird kommt es im Praxisbetrieb oft zu Ueberraschungen da der emittierte Schall durch Interferenzen meist im Frequenzbereich von < 63 Hz liegt.

Dieser Effekt kann sich auch bei richtiger Lagerung der Anlagen, durch auf das Gewicht der Anlagen ausgelegten Vibrationsdämpfer manifestieren. Wir sprechen in diesen Fällen von Luftschwingungen die durch das Kompressorgeräusch angeregt werden und sich auf dem Betonuntergrund unkontrolliert reflektieren. Inbesondere Glatte Betonoberflächen reflektieren bis zu 90% des auftretenden Schalls dies gilt auch für Eisflächen die sich bei Dauerfrost durch das Kondensatwasser unter und um die Anlagen bildet.

Glatte Betonfundamente reflektieren praktisch den ganzen einfallenden Schall, was zu Reflexionsgraden nahe α = 0 führt, wobei die Reflexion von Frequenz, Oberflächenrauheit und Einfallswinkel abhängt.
Es ist deshalb zu empfehlen keinen direkten Schallharten Untergrund um und und vorallem unter grossen Wärmepumpen und Kälteanlagen zu bauen.

Für die Akustische Optimierung macht die Aufstellung auf Streifenfundamenten, Montagerahmen (BigFoots) mit einem Schallweichen Untergrund Sinn. Wobei die oft empfohlenen Kiesfüllung eine wesentlich geringere Schallabsorption und damit eine höhere Reflektion (80 bis 90%) als Beispielsweise Erdreich oder Gras (beide je nach Zustand: Feuchte, Dicke bis zu 20 bis 40%) hat.

Bei Vollfundament ist die Auslegung mit Gummimatten mit Drainage für das abfliessen des Kondensatwasser bei Wärmepumpen effektiv. Diese Matten aus robustem Gummi (20 bis 40 mm) absorbieren Luftschwingungen des Kompressors und senken so den übertragenen Luft- und Körperschall. Im Vergleich zu harten Betonoberflächen (Reflektionsgrad >90%) ereichen sie Dämpfungen von 10–15 dB, abhängig von Dicke und Material.

Nachstehend der Schallreflektionsgrad von verschieden Oberflächen.

(1)  Betonfundament = > 90% Reflektion
(2)  Kompakte Eisfläche = > 90% Reflektion
(3)  Kies = 70 bis 80%
(4)  Grasfläche (Gründach) = 20 bis 40% Reflektion
(5)  Spezielle Gummimatten je nach Stärke = 0 bis 20% Reflektion