Die Wärmeisolation hat auf fast allen Gebieten der Technik eine große Bedeutung. Die Aufgabe besteht darin, den Wärmefluss klein zu halten. Bei den Wärmedämmstoffen wird die schlechte Wärmeleitung der Gase λ = 0,01 - 0,2 W/mK ausgenutzt. Bei Gasen nimmt λ mit steigender Temperatur und Druck zu. Es genügt aber nicht, nur eine Gasschicht (Bild 1) vorzusehen.
Bild 1: Konvektionsstrom in einer Wärme übertragenden Gasschicht
Die Gasschichtdicke δ überträgt ein Vielfaches der Wärme, die aufgrund ihrer Wärmeleitung hindurchgeht, da sich eine Wärme transportierende Konvektionsströmung einstellt. Das ist auch ein großes Problem bei der Ausführung einer Dämmung, zum Beispiel bei einem Haus, wenn Zwischenräume oder Fugen entstehen. Im rechten Bild (2) werden verschiedene Fehler bei der Verlegung einer Dämmung gezeigt. Bei allen drei Fällen kann sich eine Konvektionsströmung wie im Bild 1 in der Dämmstoffschicht bilden. An diesen Stellen bildet sich Tauwasser oder es werden nach einiger Zeit dunkle Schattierungen sichtbar, siehe Fogging).
Damit eine niedrige Wärmeleitfähigkeit des Gases zum Tragen kommt, müssen Konvektionsströmungen weitestgehend unterbunden werden. Das wird erreicht, in dem die Gasschicht in viele kleine Gaszellen geteilt wird. 
Die trennenden Zellwände müssen möglichst dünn, schlecht Wärme leitend und schlecht Wärme strahlend sein. Im Bild 3 ist eine schaum- und watteartige Struktur dargestellt.
Bild 3: a) schaumartige Struktur, b) watteartige Struktur des Wärmeisolierstoffes
Je feiner die Struktur ist, desto besser ist Eigenschaft der Dämmung. Technisch sind hier Grenzen gesetzt. Im Bild 4 werden einige Dämmstoffe aufgeführt. Mit zunehmender Wärme nimmt auch die Wärmeleitfähigkeit zu beziehungsweise die Dämmeigenschaft verringert sich.
Bild 4: Wärmeleitfähigkeit ausgewählter Dämmstoffe (Meyer, Schiffner)
1 Kieselgurstein, gebrannt 500 kg/m3
2 Schlackenwolle 400 kg/m3
3 Asbestmatte 300 kg/m3
4 Knitterfolie 3 kg/m3
5 Glaswolle 120 kg/m3
6 Alfol 5 kg/m3
7 Schaumpolystyrol 20 kg/m3
8 Kamilitmatte 100 kg/m3
Besonders muss der Dämmstoff vor Feuchtigkeit geschützt werden, da die eingelagerte Feuchte in den Poren die Wärme um ein Vielfaches besser leitet als Gas. Bereits bei einem Feuchtegehalt von 1 % halbiert sich die Dämmwirkung zum Beispiel von Mineralfaser. (Bild 5) Es ist daher sehr wichtig, dass sich der Dämmstoff immer in einem trockenen Zustand befindet. Bei einer unkontrollierten Durchfeuchtung muss daher eine Abtrocknung gewährleistet sein. Bei einer Innendämmung kommen Dampfbremsen zum Einsatz.
Bild 5: Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoff bei Feuchtigkeitsänderungen (König)
Hier noch ein Beispiel einer nachträglichen Außendämmung (6 cm und 12 cm) auf einer 36.5 cm Außenwand.
Die Kosten für eine Thermohaut werden für 6 cm mit circa 60 Euro/m2 und für 12 cm mit 75 Euro/m2 angeben.(Rötzel) Ob hier die Folgekosten, zum Beispiel für die Errichtung eines größeren Dachüberhanges usw. berücksichtigt wurden, kann nicht genannt werden. Sie sparen mit einer 12 cm Dämmung gegenüber einer mit 6 cm circa 0,2 W/m2 in der Stunde. Bei einer Temperaturdifferenz von 20 K sind das 4 W. Man müsste hier genau die durchschnittlichen Heiztage pro Jahr einfügen. Stark vereinfacht könnten die Mehrkosten für die dikere Dämmung etwa nach 10 Jahren erwirtschaftet werden. Da die in der Zeichnung dargestellten Werte theoretisch sind und in der Praxis eine geringe Einsparung erfolgt (siehe hierzu Luftfeuchtigkeit), Punkt 2.3. Wärmeenergiebedarf und die Sanierungskosten. Die Mehrkosten, die in der Regel mit einem Kapitaldienst bedient werden, verschieben den Beak-Even-Point so in Richtung 20 oder mehr Jahre. In diese Zeit fällt aber auch schon wieder die Sanierung der Thermohaut. Mit
Kurzbeschreibung der Eigenschaften von Dämmstoffen:
Mineralwolle/Steinwolle
Kork
Schaumglas
XPS-Extrudiertes Polystyrol
PUR-Polyurethan (Hartschaumplatten)
Quelle:
König, Holger; Das Dachgeschoss, 3. Aufl., ökobuch Staufen bei Freiberg, 1996,, S. 51
Meyer, Günter; Schiffner, Erich; Technische Thermodynamik, 2. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig, 1983, S.209
Rötzel, Adof; Praxiswissen Umweltfreundliches Bauen, 2005 Verlag W Kohlhammer GmbH Stuttgart, S. 110
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