geluid buitenunit warmtepomp & airco

Geluidshinder door warmtepompen en airco's

De geluiden die buitenunits van warmtepompen en airco's produceren, kunnen overlast veroorzaken voor zowel jou als je buren. Er wordt onderscheid gemaakt tussen luchtgeluid en structuurgeluid, waarbij elk type een andere aanpak vereist.

• Trillingen of structure born noise
• Luchtgeluid of airborne noise

Trillingen

Als je binnen veel lawaai hoort en buiten niets speciaals ziet, kunnen de trillingen van de buitenunit van je warmtepomp zich manifesteren als geluid. Bij plaatsing op een plat dak of tegen een gevel moet je altijd rekening houden met geluidsoverlast door trillingsoverdracht. Deze trillingen kunnen ook bij de buren hoorbaar zijn in rijwoningen en half open bebouwingen.

Bovenstaande oplossing toont het gebruik van twee soorten stalen mediumveren (de veren aan de compressorkant zijn iets stijver dan die aan de ventilatorkant) die zijn gemonteerd op de reeds aanwezige rubberen 'bigfoots' op het dak.

Trillingsisolatie is mijn vak. Graag help ik je om de juiste trillingsisolatoren te selecteren.

Luchtgeluid (airborne noise).

Buitenunits bevatten bewegende delen die luchtgeluid produceren. Het zijn vooral de compressor en de ventilatoren die luchtgeluid produceren. De compressor zit over het algemeen goed ingekapseld en zorgt voor weinig geluidsafstraling.

Maar ook zaken zoals schroeven van de behuizing niet op het juiste moment aangedraaid of los staan kunnen geluidsafstraling zorgen.

Hoe kouder het buiten wordt hoe harder de warmtepomp moet werken en hoe meer luchtgeluid ze zal produceren.

Op deze pagina ga ik wat dieper in op de geluidsregels/geluidseisen die er bestaan voor warmtepompen en airco’s met een buitenunit en wat u kunt doen bij geluidsoverlast.

Inhoud van deze pagina

• Geluidsregels met betrekking tot warmtepompen
  • Geluidsemissie
    • Ofwel hoeveel geluid mogen ze produceren.
    • Geluidsvermogenniveau
    • Test in het labo
  • Geluidsimmissie
    • Ofwel hoeveel geluid mag er op de perceelsgrens met je buren gemeten worden.
    • Geluidsdrukniveau op de perceelsgrens
  • Tonaliteit
• Van geluidsvermogen naar geluidsdrukniveau
  • Afstand tot de bron
  • Richtingsfactor Q
• Tips om het geluid te beperken

Uitgebreidere info vind je op https://www.trillingsisolatie.be/geluid-warmtepomp/

Geluidsemissie (geluidsvermogen) uitgedrukt in de grootheid  L_WA *

Europa bepaalt hoeveel geluid een warmtepomp maximaal mag produceren.

Het maximale toegelaten geluidsvermogenniveau hangt af van het vermogen van de warmtepomp:

• ≤ 6 kW maximaal 65 dB_A
  

• ≤ 12 kW maximaal 70 dB_A
• ≤ 30 kW maximaal 78 dB_A

Het CE-label vermeld een geluidsvermogen. Dit is echter niet het maximale geluidsvermogen maar het nominaal geluidsvermogen. Het maximale geluidsvermogen moet op de technische fiche vermeld worden.

Bron CTC: https://ctcbenelux.com/producten/air-to-water-heat-pumps

De buitenunit van deze monoblock warmtepomp (geen binnenunit) van het Zweedse merk CTC met een vermogen van 10 kW heeft als nominaal geluidsvermogen 55 dB_A

Voor deze warmtepomp werd het nominaal geluidsvermogen gemeten bij een aanvoertemperatuur van 35° en een buitentemperatuur van 7°C. Als het buiten kouder is of indien de afgiftetoestellen een hogere aanvoertemperatuur vereisen dan zal de buitenunit meer dan 55 dB_A produceren.

Fabrikanten doen veel onderzoek naar onder andere het ontwerp van de ventilatorbladen om hun buitenunits stiller te maken. De stilste warmtepompen op de markt produceren +/- 50 dB_A.

* De akoestische grootheid L_WA staat voor het A-gewogen geluidvermogen

• L: Geluidsniveau (level)
• w: Geluidsvermogen (sound power)
• A: A-gewogen, wat betekent dat er een correctie is toegepast die het geluid afstemt op de gevoeligheid van het menselijke oor

L_WA is een ééngetalswaarde en geeft aan hoeveel geluidsenergie een bron per seconde uitstraalt, waarbij rekening wordt gehouden met hoe mensen geluid waarnemen. Deze ééngetalswaarde geeft geen spectrale informatie, je kunt dus niet op basis van deze waarde afleiden of er al dan niet sprake is van tonaliteit en ze geeft ook geen informatie over de geluidsafstraling in de verschillende richtingen.

Geluidsvermogen en geluidsdruknivau

Geluidsvermogen L_w in dB 

Het geluidsvermogen van een toestel is gelijk aan 10 keer het logaritme van  de verhouding

• in het in het labo gemeten geluidsvermogen in Watt van het toestel
• referentie geluidsvermogen dat gelijk is aan 0,0000000000012 Watt of 10^(-12) Watt

Stel dat er in in het labo een geluidsvermogen van 0.05 Watt wordt gemeten dan wordt het geluidsvermogen in dB 10xlog(0.5/0,0000000000012 ) = 106 dB.

Het geluidsvermogen gaat altijd uit van een bolvormige uitstraling.

A-gewogen geluidsvermogen

De ongewogen decibel houdt geen rekening met de oorgevoeligheid van de mens, de A-gewogen decibel doet dit wel.

Onze oren zijn minder gevoelig aan laagfrequent en hoogfrequent geluid. 

Door een correctie uit te voeren krijgen we een niveau dat beter correleert met hoe wij mensen geluid waarnemen.

Geluidsdrukniveau L_p

De L slaat op level of niveau, de P op pressure of druk.

Het geluidsdrukniveau is gelijk aan 10 keer de logaritmische verhouding tussen

• De gemeten geluidsdruk in Pascal tot de 2° macht
• De referentie geluidsdruk 0,00002 Pascal tot de 2° macht

Meten we  0,0003 Pascal geluidsdruk dan wordt het geluidsdrukniveau:

• 10xlog(0.004²/0.00002²) = 20 x log(0.003/0.0002) = 44 dB

Uit het geluidsvermogen kan de geluidsdruk op een zekere afstand tot de bron berekend worden.

Het geluidsdrukniveau wordt beïnvloed door de absorptie , reflectie, richtfactor, de afstand bron/perceelgrens,... . Zonder deze parameters kan het geluidsdrukniveau niet uit het geluidsvermogenniveau berekend worden.

A-gewogen geluidsdrukniveau

Door een correctie toe te passen sluit het A-gewogen geluidsdrukniveau beter aan bij de menselijke gewaarwording van geluid.

Meer info over decibels.

Geluidsimmissie (geluidsdruk op de perceelsgrens) 

Het Vlaamse Gewest legt geen geluidseisen m.b.t. tot geluidsimmissie op voor warmtepompen zonder meldings of vergunningsplicht. De meeste warmtepompen en airco's voor residentieële toepassingen vallen bijgevolg niet onder de Vlaamse eisen.

De lokale overheid kan wel via de bouwvergunningen of plaatselijke politieverordenignen eisen oploggen.

Belgische Akoestische Norm NBN S 01-400-1:2022 - criteria voor woongebouwen

Deze regels gelden voor buitenunits geplaats bij nieuwbouwwoningen of woningen die met een omgevingsvergunning gerenoveerd werden.

Bestaande installaties vallen hier niet onder.

Het equivalent A-gewogen specifieke geluiddrukniveau (L_Aeq,Tm) van de buitenunit  dient beperkt te worden tot 40 dB op de perceelsgrens.

Voldoen aan de akoestische normen betekent niet automatisch dat de buren niet gaan klagen.

Ik vond op Youtube enkele video's van buitenunits die met een aan de zekerheid grenzende waarschijnlijkheid niet aan de Belgische Akoestische Normen zouden voldoen.

Tonalileit

Tonaliteit wordt door mensen vaak omschreven als "gebrom" of "gefluit.  Dit geluid wordt ook minder goed gemaskeerd door het steeds aanwezige achtergrondgeluid waardoor het meer opvalt.

Uit een ééngetalswaarde kan er niet afgeleid worden of er sprake is van tonaliteit. Om te weten of er sprake is van tonaliteit heb je de geluidsvermogens per tertsband nodig of nog beter per frequentie (FFT) nodig.

Springt er dan 1 tertsband 5 dB bovenuit dan is er sprake van tonaliteit. Bij veel buitenunits van warmtepompen en airco's springt de tertsband met middenfrequentie er bovenuit.

Vooral tonaliteit is de lage frequenties, het gebrom, wordt als bijzonder storend ervaren.

Hoe storend tonaliteit ervaren wordt hangt deel af van de kenmerken van het achtergrondgeluid. Zit er geen laagfrequente compnonent in het achtergrondgeluid dan zal tonaliteit in de lage frequentes veel meer opvallen.

Van geluidsvermogen naar geluidsdruk

Om te bepalen hoeveel geluidsdruk het geluidsvermogen van de buitenunit op een specifieke locatie oplevert, gebruiken we het geluidsvermogen bij volle belasting.

Warmtepompen met invertertechnologie passen hun toerentallen bij warmer weer automatisch aan en werken op een lager vermogen, wat resulteert in minder geluid. Dit geldt ook voor warmtepompen die goed geïsoleerde woningen bij zeer lage temperaturen kunnen verwarmen.

Het geluid kan gericht uitgestraald worden via de ventilatoropening of rondom via de metalen constructie. Door het geluidsvermogen te gebruiken, kunnen we het geluidsdrukniveau op bijvoorbeeld de perceelsgrens met de buren berekenen dat de pomp genereert, rekening houdend met het geluidsvermogen van de buitenunit bij volle belasting, de afstand en de richtfactor.

Afstand buitenunit tot perceelsgrens

Indien de buitenunit zijn geluid in alle richtingen vrij kan uitstralen, zonder reflecties op de bodem of een muur, zal het geluid zich bolvormig verspreiden.

De oppervlakte van een bol wordt bepaald met de formule 4πr², waarbij r de straal vertegenwoordigt.

Hoe groter de afstand tot de bron, des te meer oppervlakte moet de geluidsenergie bestrijken.

Bij elke verdubbeling van de afstand daalt het geluidsdrukniveau met 6 dB.

Bij een volledig bolvormige verspreiding produceren buitenunits geluidsdrukniveaus van respectievelijk 50/55/60/65 dB.

Met de luidruchtigste apparaten is er al een afstand van 9m tot de perceelgrens nodig om aan de Belgische Akoestische Normen te voldoen.

Maar de bolvormige afstraling komt in de praktijk zelden voor.

Als de buitenunit op de vloer staat straalt het geluid niet in een bol maar in een halve bol uit.

Richtingsfactor Q

Muren, plafonds en de vloer waarop de buitenunit zorgen ervoor dat het geluid niet in een bol maar meer gericht gaat uitgestraald worden. 

De geluidsenergie verdeelt zich niet langer over de oppervlakte van een bol.

Als we uitgaan van een vloeropstellingen dan krijgen we volgende correcties op de waarden in bovenstaande tabel.

Tips om de geluidsoverlast van de buitenunits te beperken

1. Kies een correct gedimensioneerde warmtepomp

Laat een warmteverliesberekening uitvoeren.

Een ondergedimensioneerde warmtepomp moet harder werken. 

Kies voor een modulerende warmtepomp in plaats van een aan/uit warmtepomp. Het is vooral fluctuerend geluid (aan/uit, luid/stil) dat als bijzonder storend wordt ervaren. Een continu geluid worden minder snel als storend ervaren.

Overweeg een thermische batterij. Omdat er een buffervat is kan de warmtepomp wanneer de meeste mensen naar het werk zijn op een laag toerental warmte produceren en dit in het buffervat opslaan.

2. Kies voor een stille warmtepomp.

Hoe lager de  L_WA hoe stiller de warmtepomp.

Split vs Monoblock

Monoblock warmtepompen zijn vaak iets stiller.

In de buitenunit van een monoblock lucht/water warmtepomp zitten zowel de compressor, de condensor, het expansieventiel als de verdamper – zijn geplaatst. Het koudemiddel circuleert enkel in de buitenunit.

De ventilator van de grotere buitenunit van dit type warmtepomp heeft meestal een grotere diameter. Hierdoor kunnen de ventilatoren in een lager toerental draaien om de benodigde luchtstroom te realiseren. De warmtepomp zal dan veelal in deellast functioneren.

Bij een spit warmtepomp staat de condensor binnen. Het koudemiddel circuleert tussen de buitenunit en de binnenunit.

De betere warmtepompen produceren bij vollast +/- 50 dB, de luidruchtige warmtepompen produceren 65 dB.

De geluidsvermogens die op het CE-label staan zijn niet de geluidsvermogens bij vollast bij het nominaal vermogen.

3. Kies voor een warmtepomp met stille modus 

Warmtepompen met deze functie  kunnen op een lager vermogen draaien waarbij ze minder geluid produceren.

4. Plaats de warmtepomp zo ver mogelijk van de perceelgrenzen

Zorg er in elk geval voor dat er op de perceelgrens niet meer dan 40 dB gemeten wordt. 30 dB is nog beter om de  buren tevreden te houden.

Een installateur met kennis van zaken moet dit voor je kunnen berekenen.

5. Plaats de warmtepomp zo ver mogelijk van je eigen woning of terras

Om het rendement zo hoog mogelijk te houden staat de buitenunit het best zo dicht mogelijk bij je woning. Tot een afstand van 20 m blijft het rendementsverlies beperkt.

Idealiter staat de buitenunit in de tuin met zoveel mogelijk vrije ruimte om de unit zodat de reflecties beperkt blijven. Een ondergrond die wat geluid absorbeert beperkt de grondreflecties.

Met aarde of gras als ondergrond gaat een deel van het geluid dat er tegen botst geabsobeerd worden, met een ondergrond als beton of tegels gaat alle geluid dat er tegen botst gereflecteerd worden.

Een buitenunit in de tuin kan  overlast veroorzaken voor zowel de eigenaar als voor de omwonenden wanneer de warmtepomp 's zomer gebruikt wordt om te koelen. Hou hiermee rekening bij de plaatsing van de buitenunit. 

6. Voorzie geluidsabsorptie of meteen een geluidsisolerende omkasting

Als de warmtepomp voor een muur komt te staan dan kun je geluidsabsorberend materiaal tegen die muur aanbrengen om reflecties te beperken.

Soms kan er niet aan de geluidseisen voldaan worden zonder een geluidscherm of zelfs een volledige geluidsisolerende omkasting te voorzien. Welke oplossingen aangewezen is hangt af van hoe de bron ten opzicht van de ontvanger gepositioneerd is. 

De omkasting mag er wel niet voor zorgen dat de luchtstroom beperkt wordt. Ventilatoren kunnen niet goed overweg met tegendruk.

Globaal gezien kunnen omkastingen voor meer dan 10 dB reductie zorgen. Als het er om gaat om aan de geluidseisen te voldoen kan dit een goede oplossingen.

Als het de bedoeling is om aan de verzuchtingen van overlast ondervindende buren tegemoet te komen dan moet er rekening gehouden worden met de tonaliteit van de warmtepomp en en de spectrale demping van de omkasting.

Er bestaan speciale oplossingen om de tonaliteit op te lossen.

Soms is een warmtepomp met buitenunit gewoonweg geen goed idee

Wij hebben zelf niet voor een warmtepomp met buitenunit geopteerd. In een rijwoning met slechts een tuinbreedte van 6m vond ik wel oplossingen die 40 dB op de perceelsgrens konden garanderen en zelfs de tonaliteit onderdrukken. Maar de afmetingen van de buitenunit + omkasting werden gewoonweg te groot voor de tuin.

Wij hebben geopteerd voor een PVT warmtepomp. Dit type heeft geen buitenuni, omdat de warmte die opgepompt wordt uit het koelmiddel dat onder de zonnepanelen stroomt komt. Die panelen zijn een combinatie van thermische en PV-panelen.