Для проветривания зала такого большого объема ни одна из существующих схем вентиляции не оказалась пригодной. Обычные методы вентиляции зрительных залов «сверху – вниз» или «снизу – вверх», широко практикуемые у нас и за границей, не могут создать надлежащего «климата» во всех местах Большого зала.
Строители Дворца Советов обратились за помощью к ученым. В институте им. Обуха оборудована специальная опытная камера, в которой создаются различные режимы воздушной среды. В камере стоят кресла, в которых располагаются люди. Сотрудники института с помощью ряда приборов контролируют самочувствие людей при разной температуре и влажности воздуха. В результате этой экспериментальной работы, проводимой под руководством проф. А. А. Летавет, должны быть выяснены условия, при которых зрители Большого зала будут чувствовать себя лучше всего. Исследования еще не закончены, но уже можно считать установленным, что наиболее подходящей является температура воздуха в 20 – 21° и влажность, равная 50%. Скорость движения воздуха около лица человека должна составлять от 0,1 до 0,2 метра в секунду.
Однако одних лабораторных наблюдений над изолированными креслами еще недостаточно, чтобы судить об истинной картине движения воздуха в помещении большого объема. Амфитеатр Большого зала Дворца имеет значительный подъем. Достаточно указать, что последний его ряд возвышается над партером на 24 метра. Возникло опасение, что насыщенный углекислотой воздух из нижних рядов пойдет не прямо вверх, а будет перемещаться наклонно по амфитеатру. Тогда верхние ряды амфитеатра получат меньше кислорода, чем нижние».
В результате было спроектирована уникальная система вентиляции, которая, увы, по сей день не была нигде реализована: «Очищенный от пыли и других примесей, увлажненный или осушенный, подогретый или охлажденный до необходимой температуры и получивший приятный запах воздух засасывается вентилятором и, пройдя звукоглушитель, по специальным воздухопроводам нагнетается в большое пространство под амфитеатром. Отсюда по сложной сети каналов он подается в Большой зал. Каналы проходят в спинках кресел, в которых устроены отверстия, закрытые решетками.
Каждый зритель имеет перед собой решетку, через которую ему подается воздух. Зритель может по своему усмотрению регулировать количество подаваемого воздуха передвигая ручку особого клапана. Воздух выходит из кресел под углом 51 градус к вертикали и обвевает лицо зрителя слабым ветерком.
Затем воздух косыми потоками поднимается кверху и через отверстия в куполе отводится вытяжную шахту».
Огромное внимание уделялось освещению