“水立方”是世界上最大的膜結構工程，建筑外圍采用世界上最先進的環保節能ETFE(四氟乙烯)膜材料。國家體育館工程承包總經理譚曉春透露，這種材料的壽命為20多年，但實際會比這個長，人可以踩在上面行走，感覺特別棒。目前世界上只有三家企業能夠完成這個膜結構。

　　“水立方”整體建筑由3000多個氣枕組成，氣枕大小不一、形狀各異，覆蓋面積達到10萬平方米，堪稱世界之最。除了地面之外，外表都采用了膜結構。安裝成功的氣枕將通過事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣變成“氣泡”，整個充氣過程由電腦智能監控，并根據當時的氣壓、光照等條件使“氣泡”保持最佳狀態。

　　這種像“泡泡裝”一樣的膜材料有自潔功能，使膜的表面基本上不沾灰塵。即使沾上灰塵，自然降水也足以使之清潔如新。此外，膜材料具有較好的抗壓性，人們在上面“玩蹦床”都沒問題，“正常的放上一輛汽車都不會壓壞”。如果萬一出現外膜破裂，根據應急預案，可在8個小時內把破損的外膜修好或換新。“水立方”晶瑩剔透的外衣上面還點綴著無數白色的亮點，被稱為鍍點，它們可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果。

　　“水立方”是世界上最大的膜結構工程，除了地面之外，外表都采用 了膜結構———ETFE材料，藍色的表面出乎意料的柔軟但又很充實。國家體育館工程承包總經理譚曉春透露，這種材料的壽命為20多年，但實際會比這個長，人可以踩在上面行走，感覺特別棒。目前世界上只有三家企業能夠完成這個膜結構。

　　“考慮到場館的節能標準，膜結構具有較強的隔熱功能；另外，修補這種結構非常方便，比如，射槍或者是尖銳的東西戳進去后，監控的電腦會自動顯現出來。如果破了一個洞，只需用不干膠一貼就行了；膜結構還非常輕巧，并具有良好的自潔性，塵土不容易粘在上面，塵土也能隨著雨水被排出。”譚曉春說，膜結構自身就具有排水和排污的功能以及去濕和防霧功能，尤其是防結露功能,對游泳運動尤其重要。

　　此外，“水立方”占地7.8公頃，卻沒有使用一根鋼筋，一塊混凝土。其墻身和頂棚都是用細鋼管連接而成的，有1.2萬個節點。只有2.4毫米厚的膜結構氣枕像皮膚一樣包住了整個建筑，氣枕最大的一個約9平方米，最小的一個不足1平方米。跟玻璃相比，它可以透進更多的陽光和空氣，從而讓泳池保持恒溫，能節電30%。

外掛材料

　　“水立方”不僅是一幢優美和復雜的建筑，她還能激發人們的靈感和熱情，豐富人們的生活，為人們提供記憶的載體。因此設計中不僅利用水的裝飾作用，同時還利用其獨特的微觀結構。采用在整個建筑內外層包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一種輕質新型材料，具有有效的熱學性能和透光性，可以調節室內環境，冬季保溫、夏季散熱，而且還會避免建筑結構受到游泳中心內部環境的侵蝕。更神奇的是，如果ETFE膜有一個破洞，不必更換，只需打上一塊補丁，它便會自行愈合，過一段時間就會恢復原貌！

　　國際上在建筑使用膜結構時，多用的是PTFE膜，這是一種纖維材料，特點是不透明，但是，使用技術比較成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，這是一種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光。在國內對這種薄膜結構的理論研究幾乎就是空白。

　　2006年德國世界杯主要賽場之一的慕尼黑安聯體育場也使用了ETFE氣枕式外墻，但與水立方相比，兩者的區別在于，德國安聯體育場的氣枕覆蓋面積為6萬平方米，而水立方則達到為10萬平方米；安聯運動場是單層氣枕并且是規則排列的，水立方則是雙層氣枕，并且幾乎沒有形狀相同的兩個氣枕。

　　按照設計方案，水立方的內外立面膜結構共由3065個氣枕組成（其中最小的1－2平方米，最大的達到70平方米），覆蓋面積達到10萬平方米，展開面積達到26萬平方米，是世界上規模最大的膜結構工程，也是惟一一個完全由膜結構來進行全封閉的大型公共建筑。無論對設計還是施工、使用都是一個極大的挑戰，對ETFE膜的材料、通風空調、防火、聲、光、電的控制等技術提出了一個難度很大的課題。