伦福德壁炉，又称伦福德炉，由英国物理学家本杰明·汤普森，即伦福德伯爵所设计，是18世纪末对传统壁炉结构的重要革新。与传统深而宽敞的壁炉相比，伦福德壁炉拥有较浅且高的结构，其内部两侧呈角度倾斜，能有效将火焰产生的热量反射并辐射到室内空间，从而提高取暖效率。在当时，伦福德壁炉的出现不仅解决了室内烟雾问题，还极大地提升了燃料利用率，为家庭取暖带来了革命性的变化。伦福德伯爵是一位热衷于热学研究的科学家，他对热能的传递和燃烧过程深入分析，并将其理论成果转化为实用的壁炉设计。伦福德壁炉最早的研究起源于他对伦敦高档住宅烟囱问题的关注，尤其是在1794年针对汉诺威广场帕默斯顿家族房屋的改造中发现传统壁炉存在的不足。1795年底，伦福德开始实验不同形状和结构的壁炉，最终推出了他创新的设计，首个实际安装案例是在白厅的贸易委员会办公楼。
伦福德提出的设计理念主要包括减少壁炉的深度，使得火焰更加靠近房间内部，并通过加宽侧墙角度来增强火焰的热反射能力。此外，他特别改进了壁炉顶部的通烟口，即所谓的“烟囱咽喉”结构，通过圆滑的过渡设计消减了烟气在壁炉内部的湍流现象，促进烟雾顺利排出。传统壁炉存在烟雾无法完全及时排出室外，往往导致室内充满烟雾甚至燃烧效率低下的问题。伦福德壁炉通过在壁炉内设置砖块，改变壁炉两侧墙壁角度，并在烟囱内部添加专门设计的烟气阻挡层，从而引导烟雾和空气形成流畅循环。此设计促使外界冷空气沿烟囱内壁流下，与上升的烟气分道行驶。该动态气流环境不仅加速了烟气向上的排放，避免烟雾倒灌，还因空气与烟气充分混合，使燃烧更加完全，减少燃煤或木材消耗。
伦福德本人在1796年和1798年发表了两篇论文，详细阐述了其壁炉改进原理及实验结果。当时他的设计因高效无烟且节能，很快在英国贵族住宅和公共建筑中普遍推广，并很快影响到欧洲乃至北美地区。伦福德壁炉不仅仅是一种取暖设备，更兼具一定的装饰艺术价值。其流畅简洁的线条与比例优化，使得壁炉不仅提供热量，也成为室内美学的亮点。在美国，托马斯·杰斐逊在蒙蒂塞洛庄园便特地建造了伦福德壁炉，表现出对该技术的青睐。亨利·戴维·梭罗也曾将伦福德壁炉列为其生活中的现代便利之一，并通过文字记录了其取暖效果。
伦福德壁炉的设计因具备改造性，许多传统壁炉可被重新改装成“伦福德式”，这种做法在19世纪风靡一时。现存许多历史建筑中依然保留有原版伦福德壁炉，成为研究建筑史与工业设计的重要标本。除了壁炉设计，伦福德还发明了铸铁制成的伦福德烤炉，这种烤炉与壁炉常常联合使用，为当时的厨房烹饪带来便捷和效率，直接推动了厨房煤气灶和烤炉的进一步发展。技术层面上，伦福德壁炉最大亮点在于其浅而宽的火床设计，这样火焰能更好地呈现出强烈的辐射热，而非仅依赖对流来传播温度。倾斜的壁炉侧壁把热量反射进房间，避免大量热能被烟囱“吞噬”并流失到室外。此外，优化的通烟口和烟囱结构最大限度减少了冷空气进入室内时引起的烟雾倒灌，使得室内空气保持清新和温暖。
现代试验表明，伦福德壁炉的燃烧效率较传统设计有显著提升，是当时最接近“清洁燃烧”标准的家用火炉之一。随着工业革命和现代供暖设备的出现，伦福德壁炉的普及率逐渐下降，但其设计理念对后世取暖技术影响深远。许多现代高效燃烧壁炉、节能炉具在设计上仍然继承和发展了伦福德强调热辐射和气流优化的原则。在当今农村自建住宅、历史建筑保护及生态建筑领域，伦福德壁炉设计依然被视为经典，其节能环保的理念和改进方法为可持续发展提供了宝贵借鉴。伦福德壁炉不仅是技术进步的见证，也是科学与日常生活完美结合的典范。它折射出18世纪科学家将研究成果应用于实际生活中的智慧，同时推动了建筑工业、美学乃至社会生活方式的变革。
综上所述，伦福德壁炉以其独到的设计缓解了壁炉使用中烟雾弥漫、取暖效率低下等难题，通过巧妙的空气流动控制和结构优化，实现了燃烧过程的高效和清洁。作为一项影响深远的发明，它不仅革新了欧洲和北美许多家庭的生活体验，也在现代取暖技术发展史上占据重要地位，展现了科学创新与人文关怀的完美融合。
