این روزها در اثر بی‌مسئولیتی و نادانی عده‌ای، هموطنان در بسیاری از نقاط کشور، از بابت سرمای هوا دچار مشکلات متعددی شده اند. هرچند که همه به نیکی می‌دانیم که حل این قبیل مشکلات در دراز مدت نیاز به برنامه‌ریزی‌های جدی دارد، اما من در اینجا قصد دارم با بررسی علمی مساله انتقال حرارت، چند راهکار پیشنهاد دهم که شاید در آینده مفید واقع شود.
انتقال انرژی حرارتی از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر اساسا از سه طریق رسانش، همرفت و تابش صورت می‌گیرد.
زمانی که انتهای یک قاشق فلزی را بر روی یک شعله نگه دارید، بعد از مدت کوتاهی انتهای دیگر آن داغ می‌شود. این انتقال حرارت از نوع رسانش است. در این نوع انتقال حرارت، هر مولکول با افزایش انرژی، دچار ارتعاش شده و مولکول مجاور خود را به ارتعاش در می‌آورد و بدین شکل انرژی در طول آن ماده انتقال می‌یابد. نرخ انتقال حرارت در انتقال حرارت رسانشی، به اختلاف دمای دو نقطه و رسانایی گرمایی ماده‌ی واسط بستگی دارد. به عنوان مثال، رسانایی گرمایی مس حدود ده برابر آهن و حدود بیست هزار برابر هواست. هوا از این نظر دارای یک خاصیت عایق حرارتی است. به همین علت در یک پنجره‌ی دوجداره، در فضای بین دو شیشه، فضای خالی قرار داده شده تا هوا مانع انتقال حرارت از طریق رسانش شود. یک پنجره‌ی دوجداره حدود چهل برابر کمتر از یک پنجره‌ی تک جداره، گرما را منتقل می‌کند. همچنین لباس‌های ما، حجم زیادی از هوا را در ساختار خود محبوس می‌کنند که این هوا نیز مانع انتقال حرارت می‌شود. اما با اینکه گازها معمولا رسانای حرارتی خوبی نیستند، اما می‌توانند به شکل دیگری و از طریق همرفت، انرژی را به راحتی منتقل کنند. در همرفت، توده‌ی مولکول‌های سیال، خود جابجا می‌شوند و انرژی را همراه خود از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر منتقل می‌کنند.
ما معمولا با استفاده از رادیاتور یا بخاری سعی داریم خانه‌ی خود را با استفاده از این انتقال حرارت گرم کنیم. البته بدن ما نیز خود حرارت تولید می‌کند. در صورتی که حرارت بدن ما به هیچ طریقی دفع نشود، دمای بدن ما به طور متوسط حدود سه درجه‌ی سانتی‌گراد در ساعت افزایش می‌یابد. اما این حرارت نه از طریق رسانش، بلکه عمدتا از طریق همرفت و نوع سوم انتقال حرارت یعنی تابش از بدن خارج می‌شود. در انتقال حرارت تابشی، دیگر نیازی به ماده‌ای واسطه نیست. به همین علت خورشید از فاصله‌ی بسیار دور انرژی خود را به ما می‌رساند. ما نیز بخش زیادی از گرمای بدن خود را از طریق تابش از دست می‌دهیم. انتقال حرارت تابشی تنها بستگی به اختلاف دمای جسم گرمی که تابش می‌کند (بدن) و جسم سردی که تابش را دریافت می‌کند (دیوارها و کف اتاق) دارد و دمای فضای فیمابین (هوای اتاق)، تاثیری در این نوع انتقال حرارت ندارد.
اگر شما بدون هیچ لباس در اتاقی بمانید که دمای دیوارها حدود ۱۵ درجه و دمای هوای اتاق ۳۰ درجه باشد، طبق رابطه‌ی اشتفان-بولتسمان، شما در اثر انتقال حرارت تابشی با نرخ ۱۲۰ وات، انرژی از دست می‌دهید و دیوارها و کف اتاق را گرم می‌کنید. چیزی حدود ۵۰ درصد اتلاف حرارت بدن در اثر انتقال حرارت تابشی صورت می‌گیرد. در صورتی که در یک اتاق، دیوارها و کف اتاق به اندازه‌ی کافی گرم باشند، هرچند که هوای داخل اتاق گرم نباشد، باز هم در آن اتاق احساس راحتی خواهید داشت.
– اَبا عِباد
تصویر: رومیان در ۲۰۰۰ سال قبل، با استفاده از روشی به نام هیپوکاست (hypocaust)، سعی می‌کردند به جای گرم کردن هوای داخل خانه، با استفاده از چرخش هوای داغ در زیر اتاق و داخل دیوارها، فضای اتاق را گرم نگه دارند.