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PC-Kühlung allgemein

Einführung

Wie bekommt man einen PC leise, das ist eine Frage, die sich in vielen Fällen stellt. Billig-Rechner aus dem Supermarkt strotzen geradezu vor "Pseudo" Leistungsdaten, doch trotz des Silent Trends - vor allem im Internet - haben die Ideen eines leisen Computers noch keinen Einzug in den Massenmarkt gefunden. Klar, auch hier gibt es sogenannte "SilentPCs", allerdings sollte man sich garnicht erst der Illusion hingeben, diese Geräte wären tatsächlich ansatzweise "Silent". Ein wirklich leiser Rechner läßt sich aus Standardkomponenten überhaupt nicht aufbauen und Komplett-PCs die das Attribut "leise" ansatzweise verdienen gibt es, von einigen teuren Lösungen auf Heatpipe Basis abgesehen, nicht! Deshalb ist es anzuraten, sich direkt bei der Zusammenstellung bzw. bei Aufbau eines neuen Rechners Gedanken über das Thema Geräuschreduzierung zu machen, denn ein lauter Rechner läßt sich nur mit viel Aufwand zum Schweigen bringen. Es gilt immer der Grundsatz:

Es ist immer besser die Entstehung von Schall zu verhindern, als erstmal entstandenen Schall mit aufwändigen Mitteln zu bekämpfen.

Mal davon abgesehen, daß von Komplett-PCs allgemein abzuraten ist, stellt einen ein solches Gerät vor die größten Probleme bei dem Umbau zu einem leisen System, auch ein ohne Blick auf die Lautstärke selbst zusammengestelltes System kann entsprechendes bedeuten. Trotzdem werde ich auch darauf eingehen, da ich schon vor ähnlichen Problemen stand und kein Freund von "Pech gehabt" Lösungen bin. Ich gehe allerdings davon aus, daß man schon in der Lage sein sollte einen PC selbstständig zusammenzubauen, grundliegende Kenntnisse der Hardware hat und sich genau überlegt was man mit seinem PC machen möchte. Fehlen einem diese Grundfähigkeiten des Umgangs mit einem Computer, bleiben nur noch die sehr teuren Komplettsysteme, es sei denn man hat Freunde / Angehörige / Bekannte die bei diesen Arbeiten helfen. Da ich mich im wesentlichen mit der Wasserkühlung beschäftigen werde, sei erwähnt, bei dem Aufbau einer einer solchen sind auch handwerkliche Fähigkeiten und ein gewisser Bestand an Werkzeug nötig. Insgesamt ist eine leiser PC nicht unbedingt billig und auch etwas aufwändig, aber: Es lohnt sich!

Für wen?

Bevor man große Pläne schmiedet, wie der PC denn leise werden soll, sollte man sich überlegen ob man wirklich einen leisen oder geräuschlosen PC braucht und wie leise es denn tatsächlich sein muß.
Wer den Rechner im wesentlichen benutzt um Ballerspiele zu zocken und Krawallmusik, in Form von schlecht codierten MP3s aus dem Internet, zu hören, braucht sicherlich keinen leisen PC, da dessen Lärm durch diesen 'Sound' sowieso übertönt wird. Gleiches gilt natürlich, wenn es in der Umgebung andere Geräuschquellen gibt, die den Rechner übertönen und wenn es einem schlichtweg egal ist, aber das bedarf eigentlich gar keiner Erwähnung.
Eine ganz andere Situation ist gegeben, wenn man mit Ton arbeitet, sei es Musik, Tonbearbeitung oder Videobearbeitung, eben überall wo es darauf ankommt möglichst genau und ungestört zu hören. Was nützt einem ein System nahezu ohne Rauschen und Verzerrung mit sauberen Boxen, wenn im Hintergrund ein PC mit 50dB vor sich hin lärmt? Planung und Aufbau eines Rechners für diesen Einsatzzweck (bei mir der Fall), stellt die größten Ansprüche, da der Rechenknecht nicht nur leise sein muß, sondern auch hohe Anforderungen an dessen Leistung und Ausstattung bestehen. Wer einen solchen Rechner anstrebt, kommt nicht mehr mit Standardkomponenten aus, somit ist auch eine gewisse Fähigkeit und Lust zum Basteln und Experimentieren erforderlich.
Sicherlich einfacher ist die Zusammenstellung eines leisen Büro-PCs, der neben Büroaufgaben & Surfen auch DVDs abspielen soll. Hier ist die Anforderung an die Hardware relativ niedrig, was vor allem die Möglichkeiten zur leisen und günstigen Kühlung deutlich erweitert.

Geräuschquellen ausmachen

Um Geräusche zu reduzieren bzw. garnicht erst einzufangen, muß man zunächst ihre Quellen (bei Standardausstattung) erkennen.
Die unangenehmsten Geräuschquellen sind sicherlich die kleinen schnelldrehenden Lüfter auf CPU und vor allem auf der Grafikkarte, einige Mainboard haben auch einen entsprechenden Lüfter auf der Northbridge. Die soganannten "Dreckslüfter" (die ganz kleinen auf der Grafikkarte und Northbridge) sind besonderes unangenehm, da sie meist minderwertig, zudem noch falsch aufgehängt sind und deshalb mit der Zeit noch lauter und unerträglicher werden.
Die nächste Geräuschequelle sind, um bei den Lüftern zu bleiben, die Lüfter im Netzteil und eventuell vorhandene Gehäuselüfter. Diese haben, obwohl sie oft höhere objektive Schallpegelwerte liefern, meist ein wesentlich angenehmeres Geräusch, da sie, aufgrund ihrer Größe, langsamer drehen und dabei dennoch mehr Luft fördern.
Eine immer vorhandene Schallquelle ist die Festplatte. Sie ist nicht ersetzbar und somit sollte man bereits beim Kauf auf ein leises Modell achten. Heutige Festplatten sind allerdings leiser als alle anderen Komponenten in einem Luftgekühlten PC.
Die lautesten Geräte im PC sind sicherlich CD und DVD Laufwerke. Die Erkenntnis, daß auch geringe Lautstärke ein Qualitätsmerkmal ist hat sich zu den Herstellern von CD/DVD Laufwerken noch überhaupt nicht rumgesprochen.

Der leise Büro PC

Bei einem Büro PC gestalltet sich die Lärmvermeidung deutlich einfacher als bei Hochleistungsboliden. Büro PC, damit sind in diesem Zusammenhang PCs für Büro, Internet und einfache Multimedia Anwendungen gemeint, auch der typische Familien PC fällt auch unter diese Kategorie. Es geht eben um einen Rechner mit nicht zu großer (Verlust-) Leistung.
Bei der Auswahl der Komponenten sollte man zunächst darauf achten, daß Grafikkarte und Northbridge passiv gekühl werden. Auf Gehäuselüfter kann man bei einem solchen System ebenfalls verzichten.
Wesentliche Bedeutung kommt der Auswahl von Festplatte, Netzteil und CPU Kühlung zu.

Die Festplatte sollte ein sehr leises Modell mit 5400rpm sein, wobei die Leistung, in einem solchen System, bei heutigen Festplatten, eher zweitrangig ist. Sowohl Lauf als auch Zugriffsgeräusch sollten unter einem Sone liegen. Eine gute Übersicht schafft hier das Plattenkarussel der Zeitschrift ct, Zusätzlich ist es empfehlenswert, die Festplatte in einem Entkopplungsrahmen unterzubringen, damit sich keine Schwingungen aufs Gehäuse übertragen und so wieder zu krach führen. Man sollte auf keinen Fall vergessen, das Akkustikmanagement zu aktivieren.

Die Auswahl von Netzteil(kühlung) und CPU-Kühlung hängen eng zusammen, Ziel ist es den Prozessor durch den Netzteillüfter mitzukühlen. Zunächst einmal sollten Netzteil und Prozessor nicht stärker sein (bzw. betrieben werden) als unbedingt nötig. Mit Celeron Prozessoren fährt man im Moment am besten, da sie nur geringe Abwärme produzieren. Es empfiehlt sich ein etwas leistungsstärkeres Modell zu nehmen und das System zu untertackten, was die Verlustleistung noch einmal reduziert. Hier ist immer ein bischen rumprobieren nötig, bei welchen Taktraten bzw. Lüfterkonfiguration ein stabiler Betrieb gewährleistet ist. Ein von 1200 auf 800MHz herutergetakteter Celeron dürfte eine Leistungsaufnahme von ca. 20W haben und reicht für alle Anwendungen mit Ausnahme von ganz aktuellen 3D-Spielen und Spezialanwendungen im Ton bzw. Videobereich aus, die aber auf einem solchen Rechner wohl kaum genutzt werden sollen. Bei dieser Verlustleistung reicht ein großer passiver Kühlkörper (z.B. der Flächenkühler von Zalman) oder eine Heatpipe die vom Netzteil gekühlt werden locker aus.
Am Netzteil muß (sollte) man für einen solchen Betrieb einige Modifikationen durchführen (bitte Sicherheitshinweise lesen). Optimal wäre ein Netzteil, das unten (also auf der, der CPU zugewanten Seite) einen 92mm (z.B. Enermax) besser noch einen 120mm Lüfter hat. Wer etwas Basteln nicht scheut kann sich ein entsprechendes Loch auch in's NT-Gehäuse sägen. Den entsprechenden Lüfter sollte man dann entkoppelt außen am NT befestigen. Zusätzlich sollte eine Art Kamin, der den Lüfter und den Prozessorkühler (ob Heatpipe oder Passivkühler) verbindet und dafür sorgt, daß der Lüfter die komplette Luft über den Kühler zieht, angebaut werden. Der Lüfter sollte immer Luft aus dem Gehäuse saugen. Falls noch ein Lüfter vorhanden ist (meisten ein 80mm Lüfter auf der Außenseite) sollte dieser entfernt werden, und es sollten alle anderen Öffnungen innen am Netzteil dicht verschlossen werden (WICHTIG!) damit der Lüfter die komplette Luft durchs NT, nach außen bläßt. Der verwendete Lüfter sollte ein leises Papst Modell (92mm: 3412N/2GL; 120mm: 4412N/2GL) sein und über eine Lüftersteuerung geregelt werden. Hat man die Einstellung gefunden bei der Prozessor bei Volllast eine aktzeptable Temperatur (ca. 60°C mit internem Sensor) hat und der Lüfter so langsam wie möglich läuft, sollte man es dabei belassen und nicht mehr nachregeln.

Das DVD-Laufwerk sollte ein leises Modell sein, dennoch so selten wie möglich benutzt werden. Gute Erfahrungen habe ich mit Laufwerken von Sony gemacht. Zusätzlich sollte man die Shareware CD-Bremse verwenden um das Laufwerk langsamer zu betreiben. Zum Audio-CD bzw. Video-DVD abspielen müßte Single-Speed CD bzw. DVD theoretisch ausreichen, mit 4xCD bzw 2xDVD ist man meist auf der sicheren Seite, zum Installieren von Software kann man natürlich hochregeln.

Mit den hier beschriebenen Methoden erreicht man einen leisen PC, völlig lautlos ist er jedoch nicht. Auch bei einem leistungsschwachen PC ist dafür eine Wasserkühlung oder eine Speziallösung notwendig.

Leise trotz Leistung

Einen leisen PC zu bauen ist nicht unbedingt schwierig. Einen leisen PC zu bauen der gleichzeitig Leistungsfähig ist, ist jedoch eine echte Herausforderung. Dies ist sicherlich irgendwie auch auf Basis einer Luftkühlung möglich, allerdings nur mehr schlecht als recht. Besser ist es die leistungsstärkere und trotzdem lautlose Wasserkühlung zu verwenden, dazu mehr im Kapitel Wasserkühlung .

Obwohl ich es für nahezu aussichtslos halte bei einem luftgekühlten PC, ansatzweise gute Ergebnisse unter dem Aspekt dieser Thematik zu erzielen, werde ich trotzdem darauf eingehen.
Wichtig ist zunächst die Wahl eines möglichst leisen und gedämmten Gehäuses und die Planung des Luftstroms in diesem Gehäuse. Unter diesem Aspekt ist der Luxus Big-Tower Magic-Fleece mit dem Netzteil-Schallkamin Magic Vent von A Conto fast das einzig Wahre. Die Dämmung ist die beste aktuell verfügbare und der Schallkamin (ob MagicVent oder Eigenbau) ist eigentlich die einzige Möglichkeit Netzteil bzw. Gehäuselüfter zu dämmen. Möchte man ein anderes Gehäuse verwenden, sollte man dieses auch mit mit Magic-Fleece dämmen, da dies die beste verfügbare Dämmung für Gehäuse ist. A Conto bietet übrigens bereits mit Magic-Fleece gedämmte Chieftec Gehäuse an, zum CS-601 gibt es sogar den MagicVent Schallkamin. Im allgemeinen gilt, daß große Gehäuse eine bessere Dämmwirkung als kleine Gehäuse haben. Beim Luftstrom gibt es im wesentlichen zwei verbreitete Modelle:

	Die Luft tritt Hinten unten im Bereich der PCI-Slots in den Rechner ein und wird oben vom Netzteillüfter abgesaugt. Meist wird unten ein einblasender Gehäuselüfter verwendet. Dieses System kommt auch bei der Verwendung von MagicVent zum Einsatz. Vorteil: Bei diesem System sind die Lüfter hinten, also weiter vom Benutzer weg, außerdem können sie leichter (z.B. mit MagicVent) gedämmt werden.
	Die Luft tritt vorne unter den Laufwerken in den Rechner ein, auch hier wird meistens ein Gehäuselüfter verwendet. Die Luft wird auch hier vom Netzteillüfter abgesaugt. Dieses System gibt es auch in abgewandelter Form mit zusätzlichen einblasenden Lüftern vorne-oben bzw. absaugenden Lüftern hinten-unten. Der Luftstrom geht aber immer von vorne nach hinten. Vorteil: Die Luft strömt durch einen größeren Bereich des Gehäuses, was die Gefahr eines Hitzestaus veringert.

Selbstverständlich gibt es auch andere Möglichkeiten den Luftstrom zu organisieren, aber wenn man die Wahl hat und es keine besonderen Gründe für etwas anderes gibt, sollte man sich an diesen Schemata orientieren. Tendenziell sollte immer eher mehrere schwache als wenige starke Lüfter eingesetzt werden, auch sollte man eher zu großen langsam drehenden Lüftern greifen, 120mm Lüfter wären optimal, in den meisten Gehäusen lassen sich - ohne Umbau - allerdings nur 80mm Lüfter montieren. Bei beiden Konzepten sollte über dem Netzteil (falls dort Platz ist) noch ein weiterer absaugender Lüfter montiert werden, um einen Wärmestau über dem Netzteil, das auch auf der Oberseite warm wird, zu verhindern. Einblasende Lüfter befinden sich entweder an der Front oder hinten in Höhe des Mainboards. Auch beim zweiten Konzept läßt sich ein Schallkamin wie MagicVent für die hinteren Lüfter einsetzen, der vordere Lüfter wird dann allerdings nicht gedämmt. Auf einen Lüfter im Bereich des Mainboards sollte man aber auch in diesem Fall nicht verzichten, er sollte dann absaugen. Das ist vor allem in Betracht von einigen oft vernachlässigten Bauteilen wie den Spannungswandlern anzuraten. Außerdem sollte man einen langsamdrehenden 80mm oder 120mm Lüfter auf die Festplatten gerichtet montieren, erreicht man außerdem den eventuell vorhandenen CD-Brenner mit dem Luftstrom, ist das natürlich optimal. In manchen Gehäusen befindet sich ein Festplattenkäfig direkt vor einem Gehäuselüfter, meistens unten-vorne oder über dem Netzteil. Auf diese Weise wird die Festplatte optimal belüftet.

Eine ordentliche CPU-Kühlung mit Luft gestalltet sich ziemlich schwierig. Die einfachste Methode ist, ein leiser Standardkühler, allerdings sind hier die Ergebnisse sowohl was Temperatur als auch was Lautstärke angeht fast immer völlig unbrauchbar. Beim Athlon fällt diese Möglichkeit eigentlich komplett weg, hier hat man die Alternative zwischen der Lautstärke eines Staubsaugers oder der Gefahr einer Überhitzung. Für den Pentium 4 gibt es einige Kühler mit ansatzweise befriedigenden Ergebnissen, u.A. der Alpha PAL 8942 und der A Conto 85W-N2GM, mit 'leise' haben aber auch diese Kühler nicht wirklich was zu tun. Eine interessante Alternative zu den Standardkühler sind die Flächenkühler von Zalman, sie unterscheiden sich von Preis und Montageaufwand her kaum von 'normalen' Kühlern (deshalb werden sie teilweise auch dazugezählt), erreichen jedoch durchweg etwas bessere Ergebnisse, problematisch ist jedoch ihre Größe und ihr Gewicht. Aufgrund des ständig in Bewegung befindlichen Prozessormarkts, wird auch der Markt der CPU-Kühler ständig von neuen Produkten überschwemmt, aufgrund dieser stetigen Veränderung und des riesigen Markts (auf dem ich mich kaum ausgehe da ich kein LuKü einsetze) kann und will ich hier keine konkrete über den/die besten Standardkühler zu treffen. Möchte man seine CPU wirklich so kühlen, sollte man sich vorher durch Tests einen Marktüberblick verschaffen.

Abgebildet sind zwei Fan-Adapter, die die Montage eines 80mm (links) bzw. 92mm (rechts) Lüfters statt eines 60mm Lüfters ermöglichen.

Eine meist wesentlich sinnvollere Art die CPU zu Kühlen ist die Verwendung von eines großen Kühlkörpers im Kombination mit einem Fan-Adapter, das ist eine Art Trichter die ermöglicht große Lüfter dort zu montieren wo eigentlich kleine vorgesehen sind. Darauf wird dann ein größerer Lüfter (meist 80mm) montiert. Neben den verbreiteten 60mm auf 80mm Adaptern, gibt es auch Modelle, die die Montage eines 92mm oder 120mm Lüfters ermöglichen. Wie überall gilt auch hier, je größer der Lüfter desto besser. Besonders effektiv ist das ganze in Kombination mit einem Lüfterschlauch, dessen eine Seite wird auf dem Prozessorlüfter, die andere auf einem Gehäuselüfter montiert. Auf diese Weise wird die Luft direkt nach außen befördert, was die gesamte Thermik im Gehäuse, vor allem im Bereich der CPU, deutlich verbessert, somit sind weniger starke Lüfter benötigt. Das Problem beider Methoden ist der zusätzliche Platzbedarf, was die Montage in einigen (vor allem kleinen) Gehäusen verhindert kann.

Eine weitere praktische Lösung kann die Heatpipe sein. Heatpipes können oft mit großen Lüftern gekühlt werden was zu deutlich weniger Lärm führt. Außerdem bietet sich die Heatpipe als 'Wärmeleitung' an, was auch ihr eigentlicher Zweck ist. Auf diese Weise kann die Abwärme des Prozessors z.B. auf einen großen Kühlkörper abgeführt werden, befindet sich dieser extern, kann sogar passiver Betrieb möglich sein.

Die Northbridge kann auch in leistungsfähigen Rechnern passiv gekühlt werden. Bei leistungsfähigen Grafikkarten ist dies meist nicht möglich. Die kleinen, billigen, schnelldrehenden Lüfter auf der Grafikkarte sind meist die übelsten Krachmacher im ganzen PC. Sie übertönen problemlos alle anderen Lüfter + Festplatten zusammen, falls diese leise und gut ausgewählt sind. Abhilfe ist in diesem Fall besonders schwer, da große Kühlkörper / Lüfter einige weitere PCI-Slots blockieren würden. Die einfachste aber eher schlechte Lösung ist die Verwendung eines besseren Kühleres, diese gibt es von verschiedenen Anbietern. Eine bessere Alternative wäre eine Lösung wie der Heatpipe Kühler ZM-80 HP von Zalman, dessen Kühlleistung ohne zusätzliche Belüftung allerdings ziemlich schlecht ist und für sehr leistungsstarke Grafikkarten kaum ausreicht. Zalman bietet außerdem Flächenkühler an, die aber ebenfalls aktiv beflüftet werden sollten. Bei beiden Lösungen bietet es sich an einen 120mm Lüfter über den PCI-Slots zu montieren, was mit einigen Halterungen möglich ist. Dies bietet zusätzlich den Vorteil, daß andere PCI-Karten die auch etwas warm werden, eine Belüftung erhalten.
Wer keine 3D-Spiele spielt oder eine Grafikkarte für professionelle Zwecke braucht , sollte aber direkt zu einer Grafikkarte ohne Lüfter greifen!

Alle verwendeten Lüfter sollten etweder manuell oder über die Temperatur automatisch geregelt sein. Dies führt dazu, daß die meisten Lüfter sehr langsam laufen und kaum Laute von sich geben, wenn es kritisch wird den Rechner allerdings vor Überhitzung schützen. Insgesamt kommt man auf diese Weise auf 6-10 Lüfter im Gehäuse, ungeregelt wäre dies nicht zu ertragen, geregelt ist dies aber leiser und leistungsfähiger als 3-4 Lüfter im Rechner. Bei der einer solchen Zahl an Lüftern (die ja bezahlt werden wollen) und den Mehrkosten durch einige Speziallösungen, stellt sich die Frage ob sich die garnicht so hohe Mehrinvestition in eine Wasserkühlung nicht auszahlt...