El clima severamente frío reduce la disposición de los residentes a abrir ventanas mientras cocinan. Esto resulta en un suministro insuficiente de aire de reposición y una reducción en la capacidad de descarga de la campana extractora. Para lograr un equilibrio efectivo entre el mantenimiento de la temperatura del aire interior y el agravamiento de la calidad del aire en invierno, se propuso y estableció un nuevo método de suministro de aire de reposición (aire de reposición del techo) tanto experimental como numéricamente. Las mejoras en el ambiente del aire de la cocina durante la cocción se estudiaron a través de pruebas experimentales y simulaciones CFD, considerando diferentes disposiciones de aire de reposición. Los resultados revelan que el esquema de aire de reposición del techo puede reducir significativamente la concentración de PM2.5 en comparación con el esquema de aire de reposición por grietas (donde la ventana y la puerta de la cocina están cerradas). Además, aumentó la temperatura interior en más de 11.9 grados Celsius en comparación con el esquema de aire de reposición con ventana abierta. El error relativo promedio entre los datos experimentales y simulados fue del 6.1%. Entre los factores considerados, el tamaño de la entrada de aire tuvo el mayor impacto. Esto fue seguido por la disposición, el tamaño y la forma de las entradas del techo. El esquema de aire de reposición del techo demostró el potencial para mejorar los ambientes de aire en las cocinas residenciales en regiones severamente frías.