De energietransitie dwingt ons steeds meer om warmte uit alternatieve bronnen te halen. Warmtepompen zijn hiervan hét voorbeeld: door de lucht of het water uit de omgeving te benutten als energiebron, zijn ze aanzienlijk efficiënter dan traditionele verbrandingstoestellen. Maar wat betekent die groei in installaties voor ons geluidslandschap? Momenteel zijn er al honderdduizenden buitenunits in België, en op lange termijn zal dit cijfer waarschijnlijk verviervoudigen*.
In deze blog neemt collega en akoestisch expert Yannick Sluyts je mee in de regelgeving, de uitdagingen én de oplossingen.
Een warmtepomp onttrekt warmte uit lucht, water of bodem en verplaatst die van buiten het gebouw naar binnen (verwarming), of omgekeerd (koeling). Een airco of koelkast behoort ook tot de categorie warmtepompen. In dit artikel is er sprake van warmtepompsystemen die dienen ter aanvulling of vervanging van verwarmingssystemen die werken op fossiele brandstoffen.
In de context van geluidsemissies van warmtepompen spreekt men meestal over de buitenunit van het systeem, dat essentieel uit een compressor, expansieventiel, condensor en verdamper bestaat. De compressor en condensor zijn verantwoordelijk voor de verdampings- en condensatiecyclus die het mogelijk maakt om de warmte te transporteren van binnen naar buiten of omgekeerd. Deze cyclus gebeurt in een gesloten circuit met het zogeheten koudemiddel. De compressor produceert laagfrequent geluid en is meestal lager gelegen in het toestel.
Bij een lucht-water warmtepomp zijn er ook ventilatoren aanwezig, om de efficiëntie te verhogen. Hoe harder de machine koudemiddel moet pompen, hoe sneller deze ventilatoren moeten draaien om de koel- of verwarmingscyclus in stand te houden. Lucht die snel over ventilatorbladen beweegt veroorzaakt trillingen in de lucht (geluid). Dit noemen we het stromingsgeluid.
De geluidsemissies van een warmtepomp bestaan dus hoofdzakelijk uit het compressorgeluid en stromingsgeluid. Deze hebben elk hun eigen frequentiespectrum en richtingskarakteristieken. Bovendien kunnen deze verschillen afhankelijk van het regime (koelen of verwarmen).
Ook belangrijk: een warmtepomp produceert trillingen die via de gebouwstructuur kunnen worden doorgegeven. Deze trillingen kunnen storend zijn voor bewoners, vooral voor degenen die op de bovenste verdieping van het gebouw wonen. Het geluid dat door deze trillingen wordt afgestraald, is laagfrequent en plant zich dus gemakkelijker voort door het gebouw.
Net zoals het vermogen van een motor om te draaien kan uitgedrukt worden in watt, kan er ook een geluidvermogen Lw worden gemeten (uitgedrukt in dB). Het vermogen en de geluidsdruk zijn verschillende grootheden. De geluidsdruk Lp is het geluid gemeten op een afstand van de bron met geluidsvermogen Lw. Leveranciers van toestellen specifiëren het vermogen in technische fiches en soms ook de geluidsdruk op een bepaalde afstand. Omdat beide grootheden dezelfde éénheid hebben worden ze wel eens met elkaar verward.
De regelgeving omtrent de geluidsuitstraling is verschillend naargelang het gewest. Verschillende factoren bepalen wat de limiet is, maar er zijn ook verschillende manieren om een limiet te bepalen. In Vlaanderen is VLAREM II voor warmtepompen met een drijfkracht hoger dan 5 kW van toepassing. In het Brussels Hoofdstedelijk Gewest is er het “Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering betreffende de strijd tegen de geluids- en trillingenhinder voortgebracht door de ingedeelde inrichtingen”.
Beide zijn redelijk verschillend maar twee elementen spelen bij beide een belangrijke rol:
Plaats
Bevindt de warmtepomp zich in een woon- of industrieel gebied, of dicht bij de grens tussen beide? Het is vanzelfsprekend dat een installatie luider mag zijn wanneer er geen bewoning in de buurt is. Zowel het Vlaams als het Brussels Gewest hanteren verschillende zone-indelingen, elk met hun eigen geluidslimieten.
Tijd
’s Nachts zijn mensen vaak gevoeliger voor geluid. Door de afgenomen activiteit valt het geluid van bijvoorbeeld een installatie sneller op. Het is van groot belang om de slaapkwaliteit van de bewoners te waarborgen, want het is een essentieel onderdeel van onze gezondheid. Slaapverlies en slechte slaapkwaliteit door geluid leiden jaarlijks tot duizenden vroegtijdige sterfte in Europa**. We kunnen onze oren niet afsluiten (oordopjes bieden niet altijd de oplossing), en geluidsenergie wordt gemakkelijk doorgegeven via gevels. Bij warmtepompen, die vaak op daken worden geplaatst, betekent dit dat ze zich vaak in de buurt van slaapkamers bevinden, met alle gevolgen van dien.
Om de slaapkwaliteit van bewoners te beschermen, gelden verschillende regels voor verschillende periodes van de dag en week. Deze periodes zijn anders gedefinieerd in het Vlaams en Brussels Gewest.
In een stedelijke context is het vaak een uitdaging om grote warmtepompen conform de wetgeving te plaatsen. Warmtepompen met een thermisch vermogen van 20 kW of meer produceren aanzienlijk meer geluid. De beperkte ruimte op daken maakt het voor ingenieurs handig om compacte units met een hoog thermisch vermogen te selecteren, in plaats van het vermogen te spreiden over verschillende stillere units, wat vaak ook duurder is.
Hoe voorspellen we of een warmtepomp geluidsoverlast zal veroorzaken? En hoe lossen we klachten op in een bestaande situatie of hoe gaan we om met de beperkingen van een renovatiecontext? Door een combinatie van metingen en simulaties kunnen we het geluidsveld nauwkeurig voorspellen.
Door metingen ter plaatse verkrijgen we inzicht in het omgevingsgeluid en de geluidsemissies van het reeds geïnstalleerde toestel. Met deze data gaan we dan aan de slag om te bepalen welke maatregelen nodig zijn om de situatie te verbeteren (indien we een interventie doen bij een problematisch geval) of om een opstelling te ontwerpen conform de geldende regelgeving.
Simulatietools, eventueel gecombineerd met onze eigen metingen, zijn essentieel om de situatie nauwkeurig in te schatten. We houden daarbij ook rekening met het omgevingslawaai. Het volstaat vaak niet om enkel het bronvermogen van een toestel te gebruiken en met een eenvoudige formule de geluidsdruk op afstand x te berekenen. De geometrische context van het toestel speelt een cruciale rol: hoe hoog is de dakrand? Hoeveel geluidsenergie wordt geabsorbeerd door de materialen rondom het toestel? En zijn er oppervlakken die geluidsreflecties kunnen veroorzaken?
Het fossielvrij maken van het gebouwenbestand vereist een multidisciplinaire aanpak, en ook op het gebied van akoestiek is de geïntegreerde aanpak van M-gineers zeer nuttig. Onze ingenieurs akoestiek werken nauw samen met de ingenieurs gebouwtechnieken om geluidsproductie op gevoelige plaatsen of tijdens kritieke periodes te beperken. Een warmtepomp produceert meer geluid naarmate er meer thermisch vermogen wordt ingezet. Dit kan deels door de correcte dimensionering van het toestel en/of door het toestel juist in te stellen. Warmtepomptechnologie evolueert voortdurend, en onze collega’s volgen deze ontwikkelingen op de voet om te beslissen welke innovaties we wel of niet in projecten toepassen.
Naargelang de situatie kunnen de volgende akoestische oplossingen worden voorgesteld:
Als de ingenieur akoestiek oordeelt dat trillingen overlast zullen veroorzaken binnen het gebouw, wordt de trillingsdempende basis van de warmtepomp zodanig gedimensioneerd dat dit wordt voorkomen. Er zijn verschillende oplossingen, waarbij altijd een verende laag wordt toegepast, en in sommige gevallen is extra massa nodig.
Bij M-gineers streven we steeds naar de meest praktische oplossing voor elk project. Met behulp van onze nauwkeurige simulaties en een uitvoerige kennis van de geldende regelgevingen kunnen we de juiste maatregelen voorstellen, volledig op maat van het project.
*bron: Omgeving Vlaanderen
**bron: European Environment Agency
