Lüftungskonzept bei aktuellen Gehäusen (Luftkühlung)

[Zarrahtass]

Moin,

tl:dr: Kann mir jemand sagen warum Gehäuse mit 3*120er in der Front, direkt hinter Glas/Plastik oder vergleichbare Luftstrom-Katastrophen oder, am anderen Ende der "Gehäuse-Skala", Modelle für 3 Lüfter vorne, 3 unten, 3 hinten und 3 oben, mesh rechts und noch 4 links so verbreitet sind? Was sind Eure Erfahrungen für das optimale Kühlkonzept für reine Luftkühlung wenn Lautstärke Optimierungsziel ist, allerdings nur soweit das mit einer nicht modifizierten, aber entsprechend ausgewählten Graka, geht? Meiner Theorie nach darf das Gehäuse dafür nicht zu offen sein, sonst kann der Krach überall raus und der Luftstrom ist auch nicht geführt.

Langversion:

Ich will wir nächstes Jahr mal einen komplett neuen PC kaufen und mein bestehendes Gehäuse nicht mehr nutzen.
Bei meiner Suche nach einen neuen Gehäuse was mir gefällt und meine Anforderungen erfüllt ist mir aufgefallen, dass es eine ganze menge Gehäuse gibt, die ich absolut nicht verstehe wenn es um das Lüftungskonzept geht.
Ich bin sicher kein Pro wie hier einige, habe aber "damals" meinen PC so leise bekommen, dass ich mir eine andere Schreibtischlampe suchen musste, wegen deren Trafo-Brummen.
Die Erfahrung die ich damals gemacht habe sind in die aktuelle Konfiguration geflossen, wobei es damals noch nicht so viele Optionen gab, also Lüfter unten und oben war mir damals gar nicht bewusst. Jedenfalls kam ein Gehäuse rauskommen das vorne, ganz unten mit einem 120er Lüfter ansaugt und hinten raus bläst (auch 120er), NT sitzt oben drüber. Da sind n Xeon 1230 v3 (80W TDP) und ne GTX 970 (130W?) drin, damit ihr mal ne Hausnummer habt. Ich hatte das dann mit Dämmplatten aus Bitumen und Schaumstoff (war ein Set extra für PC Gehäuse) gedämmt. Dadurch wurden die Temps von GPU und CPU niedriger und alles natürlich deutlich leiser. (Festplatten waren in einem an Federn aufgehängten Festplattenkäfig, dadd war vor SSDs) Daraus habe ich mal mitgenommen, dass der Luftstrom im Gehäuse natürlich auch den richtigen Weg nehmen muss und das jetzt Gegeben ist, wo das Gehäuse nahezu dicht ist, ausser NT und die Lüfter.
Jetzt habe ich mich aus verschiedenen Gründen auf das Sharkoon pure steel eingeschossen und frage mich, ob 3 Lüfter unten und einer hinten genug sind. Bei Gehäusen mit Lüftern vorn scheint mir entweder die Lufzufuhr komplett unterdimensioniert oder man hat im Prinzip so viel mesh überall, dass man eigentlich "gar kein Gehäuse" hat was Schall isoliert sondern überall nur Lüfter. Natürlich wird der Schall aus einem einsaugenden Lüfter wesentlich schlechter raus kommen, aber optimal erscheint mir das nicht, insbesondere weil die ja sehr langsam drehen müssen.
Hat mal jemand druchgerechnet wieviel Luftaustausch (m³/h) man in einem Gehäuse braucht, je nach integrierter Heizleistung?
Wollte das mal theoretisch erschlagen, es is aber spät... Falls aber jemand Lust hat darüber zu fachsimplen würde mich das sicher zu ein paar Berechnungen animieren. :-)

Viele Grüße
ZaR

 

[djducky]

Mal ganz ehrlich: Fachsimpeln hin oder her, aber du machst dir echt zu viele Gedanken. Moderne Gehäuse haben diese Kühlkonzepte nicht aus Liebe und guter Laune, sondern weil sie wirken. Zu beinahe allen gängigen Gehäusen gibt es Temperatur- und Lautstärketests. Seiten mit Gegentests zu so gut wie allen möglichen Kombinationen gibt es auch.

Luft kann auch über kleine Lüftungsschlitze in der Seite angesaugt werden. Zwei bis drei Lüfter vorne, niedrige Drehzahl und deine lächerlichen 200+W sind leise abgeführt.

Ein Gehäuse mit NT oben sollte man sich mMn ohnehin nicht mehr antun. Da wird noch die heiße Luft ins Netzteil befördert.

 

[Zarrahtass]

Moin,
Also ins neue Gehäuse kommt dann auch n neuer PC, also mehr als 200W.
Zuviel Gedanken.. Das könnte schon stimmen. :-)
Die Gehäuse haben alle andere Konfigurationen, kann man daran ableiten, dass es egal ist? In gewissen Grenzen natürlich..
Dämmt noch jemand sein Gehäuse? Ohne hdd und besseren Lüftern ist das ja ggf gar kein Thema mehr.

 

[djducky]

Naja, klar kommt es auch auf das Gehäuse an. Ich habe ein gedämmtes, viele sind inzwischen ab Werk gedämmt. Aber du sagst es ja selbst: Gute Lüfter und keine HDD mehr, das macht einiges aus.

Welches Konzept da jetzt am Ende am besten funktioniert hängt auch immer ein bisschen von den Komponenten selbst ab. Dicke GPUs profitieren natürlich von lüftern unten und im Deckel, wie man an meinem link oben sehen kann. Aber die meiste handelsübliche Hardware braucht keine Doktorarbeit. Da ist es beinahe wichtiger, die Kühlung bei CPU und GPU gut zu wählen und das alles vernünftig einzustellen. Stichworte auch: Lüfterkurve, Power Target, Undervolting.

 

[Deathangel008]

@Zarrahtass:
was für hardware soll denn im neuen rechner zum einsatz kommen? bzw in welchen verbrauchsregionen wird das landen?

ein gehäuse bei dem das NT oben verbaut wird würde ich mir nicht kaufen.

GTX 970 (130W?)

meine MSI 970 Gaming 4G hatte ein PT von 200W bei 100% und hat das in manchen games auch ausgereizt.

 

[feidl74]

auf diese db messungen gebe ich nicht viel, da sie ja meistens ohne "fremde" hintergrundgeräusche gemacht werden. sprich, ohne fernseher der läuft oder man musik beim zocken hört oder als vater spielende kinder etc etc. ich habe noch nie am pc gezockt, ohne das im hintergrund was lief. seis tv, meine tobenden katzen usw usw. von daher höre ich meine lüfter oder auch die graka nie aus dem gehäuse, vorallem wenn mein standventilator läuft. und selbst ohne diese geräusche höre ich weder eine graka, noch lüfter auf 1200u/min, seis die beiden vorne saugend, noch die oben auslassend, noch den hinten auf 1000u/min....
bei mir is immer irgendwo krach, von daher bin ich wohl auch unempfindlicher, was 30db oder 40db lautstärke angeht

 

[djducky]

Naja... erezähl das mal einem OP, der seine Schreibtischlampe surren hört.

 

[Deathangel008]

@feidl74:
dann freue dich dass du so unempfindlich bist. mir war selbst meine überall als sehr leise bezeichnete 1070 GameRock mit ab werk knapp 1000RPM noch nicht leise genug, und das trotz gedämmtem bigtower. meine NF-A14 gehen mir spätestens ab 600RPM aufn sack.

bei mir läuft auch oft musik oder das fenster ist offen oder sonstwas, aber wenn mal nichts dergleichen ist will ich von der kiste nichts hören.

 

[Zarrahtass]

Neue Komponenten: Aktuell ist das natürlich nicht der Zeitpunkt, ich hätte jetzt sowas wie n 3600 XT und ne 3080 gesagt, Stand heute, aber es geht beim Kauf eher um Anfang nächstes Jahr. Da könnte im Oktober ja noch was passieren. Aber ja, ihr seht das schon richtig, es geht mir echt eher um die theoretischen Überlegungen. Denke das Zeug kann man schon in n Gehäuse bauen und gut ist, klar wird das laufen. Und jeder erlebt das auch anders oder stört sich dran oder nicht. Ich verstehe lediglich nicht, was sowas wie 10 Lüfter bringen sollen oder eben ein durch enge Schlitze gesauger Airflow.
Denke man kann schon objektiv sagen, dass bei den immer leiser werdenden Komponenten die man nutzen kann, wenn man denn in die Richtung interesse hat, spielt der Airflow für die Geräusche eine immer wichtigere Rolle. Und da gibt es halt zuhauf Gehäuse die dahingehend gar keinen Sinn machen, meiner Meinung nach.
Auch nach oben fördernde Lüfter im Deckel erscheinen mir, solange der PC unterm Tisch steht, suboptimal, weil dann der ganze Krach mit der Luftströmung nach "oben transportiert wird". (Mit oder gegen den Wind rufen ist ja auch ein Unterschied.)
Aber die Diskussion gibt mir schon mal neue Blickwinkel, danke dafür.
Wie gesagt, welche Komponenten ich jetzt einbaue oder nicht.. Meint ihr denn es ergibt sich ein anderes Kühlkonzept als optimal, wenn man statt sagen wir 200W dann 400W hat?
Kommt schon immer drauf an wo der PC steht z.b. aber sonst hätte ich erwartet dass es ab einer gewissen Leistung der unhörbare Airflow bei "relativ" geschlossenem Gehäuse nicht mehr reicht und man mehr Lüfter einsetzten muss, damit mehr Fläche für den Luftaustausch vorhanden ist.
Wer hat denn hier die richtig leisen High-End-Heizungen?

Zum NT oben : ist das so schlimm? Die höre ich seit Jahren nicht mehr raus, da dachte ich, n bissl wärmere Luft durchschleifen sollte da minimal die Drehzahlen erhöhen und gut. Was ist da das aktuelle meta und warum? Also scheinbar unten, sieht ja auch geile aus.

 

[dB150]

Ich empfehle den CB User @Narbennarr
siehe sein Link in seiner Sig.

Edit wg. #11: Sorry; überlesen. Danke & somit +1 für #2.

 

[djducky]

Habe ich ja in #2 schon verlinkt.

 

[Zarrahtass]

Ja danke dafür, sehr coole und passende Tests! Der empirische Teil der Doktorarbeit ist also schon gemacht. Den Tests nach hat mein bestehendes System mit unten-vorne rein und hinten-oben raus für 2 Lüfter schon starke Ähnlichkeit mit den Konfigurationen die dort gut abschneiden. Komplett unten rein und oben raus tauchte gar nicht so stark auf. Denke der Luftstrom darf auch nicht zu sehr gestört werden. Eine konfig bringt bei einem zusätzlichen Lüfter oben schlechtere CPU Temps. Könnte daran liegen, dass der CPU Kühler nach hinten feuert.

 

[djducky]

Liegt eher daran, dass der zweite Lüfter oben die kalte Luft von vorne direkt wieder nach draußen befördert, bevor sie den CPU-Kühler erreicht.

Edit: Wobei... Mit einem zweiten ist es hier doch kühler als hier.

Aber du siehst es ja selbst: das ist alles im Bereich von maximal 2,5 kelvin. Das macht alles den Kohl nicht fett. Mach dir das Ding leise und gut.

 

[0ssi]

Auch nach oben fördernde Lüfter im Deckel erscheinen mir, solange der PC unterm Tisch steht, suboptimal, weil dann der ganze Krach mit der Luftströmung nach "oben transportiert wird".

Naturgemäß steigt warme Luft von unten nach oben und nicht von vorn nach hinten oder von rechts nach links.
Somit ist ein Airflow von unten nach oben am effektivsten, zumal dann die Grafikkarte (wichtigste Komponente
in einem Gaming Rechner) am besten belüftet ist, was den höchsten Boost Takt sprich die meisten FPS bringt.
Schau dir mal das Kühlkonzept vom Coolermaster SL600M, Lian Li PC-O11, Jonsbo UMX4 und Jonsbo U5 an.

 

[Zarrahtass]

@djducky : dem cpu Kühler die Luft wegsaugen ist ne andere Art zu sagen, dass der ideale Luftstrom hier gestört wird. Da sind wir schon wieder einer Meinung.
@0ssi : das Konvention oder gar der Kamineffekt im vorliegenden Parameterraum eine signifikante Rolle spielt, wage ich zu bezweifeln. Die genannten Gehäuse finde ich allerdings sehr spannend, danke für die Auswahl!

 

[feidl74]

@feidl74:
dann freue dich dass du so unempfindlich bist. mir war selbst meine überall als sehr leise bezeichnete 1070 GameRock mit ab werk knapp 1000RPM noch nicht leise genug, und das trotz gedämmtem bigtower. meine NF-A14 gehen mir spätestens ab 600RPM aufn sack.

bei mir läuft auch oft musik oder das fenster ist offen oder sonstwas, aber wenn mal nichts dergleichen ist will ich von der kiste nichts hören.

soso, du hörst also lüfter unter 50% drehzahl aus einem gedämmten gehäuse...scheisse gedämmt oder sitzt du direkt im gehäuse?

 

[Deathangel008]

@feidl74: weder noch. stell dir vor, es gibt wohl tatsächlich leute die empfindlichere ohren haben als du.

@Zarrahtass:
ab ner gewissen menge an abwärme wird es unter luft schwierig mit richtig leise. bei ner graka mit 320W verbauch aufwärts ist diese grenze mMn überschritten. freilich kann man den verbrauch mit undervolting ordentlich reduzieren.

Wer hat denn hier die richtig leisen High-End-Heizungen?

besitzer einer fetten customwakü

 

[Zarrahtass]

Danke nochmal für die rege Beteiligung. Wer wie empfindlich ist müssen wir in der Tat nicht diskutieren.
Wie gesagt, ich bin sicher sehr an theoretischem interessiert ("Nichts ist praktischer als eine gute Theorie") aber die beeindruckende Studie zur Gehäuselüftung die @djducky verlinkt hat, ist ja der Beweis, dass auch andere hier eine Art "finale" Antwort bzw ein möglichst umfassendes Verständnis aufbauen wollen und "kommt drauf an" ist halt richtig, aber nur als Anfang der Abhandlung befriedigend, nicht als Ende.
Die Studie ist ja von @Narbennarr . : falls du das ließt: Hast du auch paar theroretische Rechnungen angestellt und/oder hast du an sowas Interesse?

Wie dem auch sei, ich fange mal grundsätzlich an meine Gedanken zu sammeln, hier im Post, feedback willkommen. Ausserdem hat mich der Hinweis in der ersten Antwort, da keine Doktorarbeit draus machen zu müssen, inspiriert: (und ja, es ist stark WORK IN PROGRESS und ja, seht es bissl mit Humor...)

Arbeitstitel: Das Gaming Gehäuse zwischen Leise und Kühl

Einleitung​

Auch der Markt für PC Gehäuse unterliegt Trends, im Optischen wie Funktionalen. So haben aktuell z.B. Themen wie Mesh oder RGB einen großen Einfluss auf angebotene Modelle. Zur Orientierung und als Gerüst zu Einordnung und Bewertung von Gehäusen hinsichtlich ihres Lüftungskonzeptes wird in der folgenden Arbeit eine systematische Analyse von Gehäuse-Komponenten und Design-Aspekten vorgenommen. Die hierfür gewählte Perspektive geht von einem Nutzer aus, dessen PC neben Ihm unter einem herkömlichen Schreibtisch steht. Aspekte wie Optik, Haptik, Transportfähigkeit, leicht erreichbare Anschlüsse, PC in den Nebenraum mit langen Kabeln werden nicht behandelt. Wasserkühlung steht ebenfalls nicht im Fokus, wobei eine vielzahl der Punkte vermutlich analog gelten, solange die Radiatoren im/am Gehäuse sitzen. Die Arbeit analysiert zuerst die Anforderungen Leise und Kühl, setzt diese dann in einen Zusammenhang und geht im Weiteren auf bestehende Gehäuse und deren Lüftungskonzepte ein.

1: Das Gaming Gehäuse​

Funktionale Zielsetzung eines Gehäuses ist die Maximierung der Kühlung der Komponenten und die Minimierung des wahrgenommenen Schalls des Nutzers. Es ergeben sich also zwei Haupt-Aspekte für das Gehäuse: Belüftung und Schallisolierung. Schallisolierende Werkstoffe und/oder Konstruktionen sind in der Regel luftundurchlässig. Kanal-ähnliche Konstruktionen sind hier eine etablierte Lösung, die aber im Markt für (Gaming-)PCs keine rolle spielt und daher in dieser Arbeit ignoriert werden. Mit aktiven Kühler für die Komponenten, z.b. GPU, CPU und Chipsatz, aber auch mechanischen Festplatten, befinden sich potentielle Lärmquellen im PC. Dies deutet bereits auf die beiden Extremwerte für ein Gehäuse hin: Komplett offen, ohne Wärmestau sowie komplett geschlossen und Schall-dicht. Wie so oft erscheint die Suche nach dem goldenen Mittelweg erstrebenswert. Anzumerken bleibt, dass der Einbau leiser Komponenten trivialerweise ein leiseres System ergeben, aber keine Eigenschaft eines Gehäuses darstellen. Eine solche Entscheidung für oder gegen eine leisere Komponente verschiebt daher die Position des Optimums in der Gehäuse-Konfiguration, ändert aber nichts an den grundlegenden Prinzipien um die es hier geht.

2. Belüftung des Gehäuses​

Der Zuluftbedarf eines Gehäuses ergibt sich aus der Notwendigkeit enthaltenden Komponenten mit der Temperatur T_Komp,n durch Zuführung von Umgebungsluft der Temperatur T_aussen < T_Komp,n die Möglichkeit zur Übertragung von Wärmeenergie zu geben. Hierbei steigt die Übertragene Wärmeenergie mit zunehmender Temperaturdifferenz [1]. Ohne Berücksichtigung der räumlichen Verteilung sowie von Strömungspfaden lässt sich aus der insgesamt im Gehäuse vorhandenen thermischen Verlustleistung, im Folgenden Heizleistung genannt, der theoretische Zuluftbedarf berechnen.
Es gilt: Zuluftbedarf = Heizleistung / (spez. Wärmekapazität Luft * Luft-Dichte* gewünschte maximale Temperaturdifferenz )
Beispiel: 400 W / ( 1005 J/kg/K * 1,1455 kg/m³ (@35°) * 20 K) = 17 l/s

Ob die Luftmenge den entsprechenden Kühlern/Komponenten effizient zugeführt wird ist hier nicht berücksichtigt. Der Wert ist somit für die Praxis als Minimalwert an zu sehen. Besonders hervor zu heben ist, dass für die tatsächliche Wärmeübertragung die jeweils Temperatur der zugeführten Luft im Gehäuse, T_Luft,n, an der jeweiligen Wärmequelle n maßgeblich ist.

Die Zuluftmenge ergibt sich aus der Fließgeschwindigkeit und dem genutzten Querschnitt.
Hohe Fließgeschwindigkeiten erzeugen akustische Phänomene, erhöhen also die Lärmbelastung.
Große Öffnungsflächen mindern die Schallisolierung. Fließgeschwindigkeit und genutzter Querschnitt definieren also die insgesamte Zuluftmenge, sind aber unabhängig von der Effizienz der Kühlung aufgrund der Verteilung der Zuluft im Gehäuse.

--------------- WIP ---------------

 

[0ssi]

Mein Parade Beispiel für einen im Mainstream Gehäuse optimierten Airflow, in dem Fall Corsair Obsidian 450D:

Allerdings haben die ganz neuen Gehäuse Modelle jetzt noch einen "Schacht" über dem bzw. um das Netzteil.

 

[Zarrahtass]

@0ssi : Danke für das Bild. Denke das ist sehr sinnvoll. Ist auch im Prinzip exakt was meine Experimente damals auch ergeben haben, wenn auch mit deutlich weniger Lüftern. Habe einen vorne unten und einen hinten, je 120. Und das NT übernimmt den Job des Lüfters oben.

Denke das Konzept des standard ATX Layout definiert sich über folgende Aspekte:
CPU-Kühler bläst nach hinten wobei die Abluft direkt hinten rausgesaugt wird.
Der Bereich über der CPU würde vom hinteren Fan nicht optimal erfasst werden, was der Fan nach oben erledigt.
Der Bereich rechts oben, wo klassisch die Laufwerke sind/wären ist sehr weit oben und praktisch aus dem Weg für den Luftstrom des oberen Front Lüfters.
Der Bereich unter der GPU wird von 2 Lüftern "unter Druck gesetzt" was die Graka mit Frischluft versorgt.

Eine Sache finde ich aber recht spannend: Wie sieht der Luftstrom um die Grafikkarte aus? Soweit ich auf deinem Bild die Kühlrippen der Graka sehe, stehen die auf der Bildebene. Ist dem so?
Sinnvoll wäre hier mMn eine Ausrichtung entlang der Karte, wie z.B. HIER gezeigt. Damit wird die Warme Luft hinten aus dem Gehäuse ausgeblasen oder durch den Luftstrom von vorne unten nach hinten oben abtransportiert. Zwar durch die CPU aber immerhin. Wären die Kühlrippen quer zur Karte würde die Hälfte der Luft nach auf das Board gehen und immer wieder durch die Kühler gejagt. Für die Config findet man allerdings auch Bilder, z.B. HIER. Wobei die Beispiele hierfür, die ich eben schnell gefunden habe, mir alle etwas älter erschienen.
Da bleibt die Hoffnung, dass man da jetzt von weg gekommen ist.

Sonst habe ich die Tage ne Menge Gamers Nexus Gehäuse reviews gesehen und da höre ich eigentlich nur Dinge die ich auch so sehe. Das ist für sich genommen ja eine ganz normale menschliche Eigenschaft, dass man nur hört was man hören will, aber ich habe mir Mühe gegeben.
Die Grundmessage ist eigentlich bei allen reviews: Vorne zu ist Murks und Lüfter unten hat meist zu wenig Platz zum Atmen, da die Gehäuseböden zu nah überm Boden sitzen, also die Füße zu kurz sind. Lüfter oben spielen auch keine wirkliche Rolle, weil die allermeisten Gehäuse das Board wie auf deinem Bild positionieren.

Einen Punkt finde ich aktuell sehr spannend: Lässt man neben den Lüftern andere Öffnungen für Luft am Gehäuse zu oder verschließt man diese?
Neben der Schallisolierung müsste der Hauptfaktor dann sein, dass die Lüfter bei sonst verschlossenem Betrieb gebalanced laufen müssen. Am einfachsten halt gleich viele rein/raus bei gleicher Drehzahl.

Alles in allem scheint mir das Lian Li Lancool II Mesh aktuell für meine Präferenz das beste Gehäuse zu sein. Es gibt noch ein paar die da in etwa mitspielen, BeQuiet 500 DX z.B. Einzig stört mich, dass es oben offen ist.

Aber alles mit geschlossener Front oder diesen zumeist extrem unterdimensionierten Lufteinlässen seitlich an der Frontabdeckung..
Wie im Eingangspost, ich verstehe den kram immer noch nicht.
Wobei Gamers Nexus ja auch ne Menge Beispiele für Fans zeigen die mehr oder weniger auf ne platte geschraubt werden. Ob sie damit trollen oder nicht, weiß ich nicht, ggf. ist das mitlerweile n running gag. Denke man sollte so Gehäuse einfach ignorieren.