1) Холодный воздух тяжелее теплого. Конвекцией теплый поднимается наверх, а холодный остается внизу. Подвал - самое "низкое" место в доме, следовательно, там остается весь холодный воздух.
2) Прохладный, свежий воздух улицы будет опускаться сверху, проветривая всю комнату. Теплый воздух радиатора будет конвекцией подниматься наверх, утепляя всю комнату.
3) Опять же - конвекцией. Наиболее теплый воздух поднимается наверх и улетает из окна, а холодный - оседает в комнате.