Forschung : Diese Rolle spielt Psychoakustik bei der Wärmepumpenakzeptanz

Egal ob Lieblingssong, Baustellenlärm oder Wasserplätschern – die grundlegende Formel für all diese Akustikreize ist dieselbe: Ein Geräusch entsteht, wenn Luft in Schwingung gerät. Dieser Logik folgend arbeiten natürlich auch Luft-Wasser-Wärmepumpen nicht geräuschlos. Der Motoren- und Ventilatoren-Spezialist ebm-papst hat deshalb eine Metrik entwickelt, die physikalische Kenngrößen sowie die Psychoakustik mit der menschlichen Akzeptanz eines Geräuschs in Relation setzt.

Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen der Umgebungsluft Wärme und geben diese an das Heizungssystem ab. Für den notwendigen Außen-Luftstrom über den Verdampfer des Geräts sorgen Ventilatoren und diese erzeugen beim Betrieb aufgrund ihrer Einbausituation Geräusche. Auch das Verdichtergeräusch darf bei einer vollumfänglichen Betrachtung nicht außer Acht gelassen werden. Je enger die Bebauung, desto eher können sich Personen durch Betriebsgeräusche gestört fühlen. Dabei ist der messbare Schalldruckpegel keineswegs alleine ausschlaggebend für die Akzeptanz der Technologie, sondern auch das menschliche Geräuschempfinden.

Die in Richtlinien und Normen festgelegten und auf dem Prüfstand messbaren Werte haben nur wenig mit dem individuellen menschlichen Geräuschempfinden zu tun, das sich von Mensch zu Mensch unterscheidet, informiert ebm-papst. Themen wie beispielsweise die Tonalität - also Beziehungen zwischen Tönen - werden bisher kaum von Normen und Richtlinien behandelt.

Die Disziplin der Psychoakustik will definieren, warum ein Geräusch als angenehm oder lästig empfunden wird. Trompetenspiel beispielsweise und der Bagger auf einer Baustelle haben ungefähr die gleiche messbare Schallleistung, werden psychoakustisch aber unterschiedlich bewertet.

Ebm-papst hat daher ein spezielles Psychoakustik-Labor für Testhörer*innen eingerichtet, denen die Betriebsgeräusche von verschiedenen Anwendungen in unterschiedlichen Konfigurationen vorgespielt werden. Dafür werden etwa Wärmepumpen samt den darin verbauten Ventilatoren in den eigenen Testeinrichtungen strömungstechnisch und akustisch untersucht. Entwickler*innen befragen die Proband*innen anschließend und schaffen so eine Datenbasis unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten.

Wichtige Kennwerte sind beispielsweise diese psychoakustischen Parameter:

• Lautheit [sone]
• Schärfe [acum]
• Tonheit [mel]
• Rauigkeit [asper]
• Schwankungsstärke [vacil]

Daneben sind auch Ton- und Impulshaltigkeit bedeutsame Größen. Die Beurteilungen der Testpersonen werden mithilfe statistischer und psychologischer Verfahren bewertet. Die Ergebnisse fließen in die eigene Entwicklungsarbeit ein, lassen aber auch Aussagen über die getesteten Wärmepumpen zu und darüber, welche Ventilatoren sich für die individuelle Einbausituation am besten eignen.

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Zukünftig sieht ebm-papst zusätzlich zu den physikalischen Parametern auch die psychoakustischen zur Geräuschbeurteilung bei Ventilatoren als relevant. Weiterhin will man auf die Einführung einer internationalen Norm hinarbeiten, die auf definierten psychoakustischen Größen basiert. Damit wäre dann eine Voraussetzung dafür geschaffen, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen mit möglichst angenehmen Betriebsgeräusch dazu beitragen, eine Lärmbelästigung anderer zu vermeiden.