澳大利亚PTW建筑事务所设计师约翰·保林（John Pauline）说，“水立方”（Water Cube）创意的形成并非偶然的想法，而是一个循序渐进的设计思维过程。

“水立方”是国家游泳中心形象而简洁明了的说法：四方形，通体“水泡泡”和“水分子”围绕。这一位于北京奥运三大标志性建筑之列的比赛馆由中国建筑工程总公司、中建国际设计顾问公司、澳大利亚PTW和ARUP公司组成的联合体协作设计。保林是其主设计师之一。

“设计方案时考虑最多的问题是如何体现中国运动场馆的东方特点和中国文化血脉，游泳馆这种形式感和功能性都很强的建筑尤其如此。”保林表示，在设计过程中，他印象最为深刻的是中方合作伙伴所阐释的“方形合院”在中国文化里的重要性，“所以我们对方形建筑作了特别的探索，最后的效果很好。”

保林说，如何与位于北京奥林匹克公园中心的“鸟巢”在建筑语汇上相互对话、取得两座建筑的平衡成为国家游泳中心设计需要解决的一大课题。结果很令人满意--“水立方”与“鸟巢”形成了鲜明对比与紧密呼应：鸟巢是椭圆形的，外立面边缘平滑，而“水立方”是方形的，棱角分明，两者形成了中国人“天圆地方”的意象；钢“树枝”织成的“鸟巢”非常强势，“水立方”则相对柔美，从而体现了中国传统“阴阳相济”的观念。

早在设计之初，PTW便与中方合作伙伴达成了一致，认为国家游泳中心应该是一座高度透明的建筑，这个理念的统一最后促成了“水立方”的形成。“我们设想了各种水可能形成的形态，围绕水的主题，同时思考游泳时水波产生的各种变化，意图以一个有机的形体来塑造她。”据保林介绍，他们想到了有机细胞的天然图案以及肥皂泡的形成，希望观众坐在建筑里面，能体会到水的运动产生的各种形式，由此产生一种身处水中流动的感觉。“最后终于发现能够支撑较大跨度的水泡是一种合适的有机结构，思路走到这一步时，所有设计师都非常激动。”

PTW的合作伙伴ARUP公司的主要工作是将“水泡构思”转化为3D结构图，最终做出“水立方”庞大的钢结构体系的精确模型。

而在技术可行性上最受质疑的问题是“水立方”以被戏称为“泡泡墙”（Bubble Wall）的ETFE外膜（聚四氟乙烯)作为其“外衣”材料。

在设计者眼里， ETFE膜足够坚硬，非常适用于环境苛刻、温度敏感的游泳场馆，同时又是透明的，满足了“水立方”高度透明的设计原则。

“虽然ETFE是第一次进入中国，但实际上在国外建筑界已经应用了几十年，技术已经相对成熟，而且，我们对许多材料进行了一系列实验之后，才最终判定这种膜最适合‘水立方’。”托比·王还补充说，ETFE膜材料含有氟元素，因此很稳定，比玻璃还要稳定，其强度又被反复检测过，结果表明即使在冰雹天气使用也没有问题。另据了解，一旦发生火灾，膜屋顶不会坍塌，却能敞开一个洞，将烟尘迅速排出，这比一般的玻璃或其它材料要优越（火灾中对人最危险的是烟雾，而烟雾排出后，对人身造成的危害会小得多）。

目前的北京还是一个沙尘暴较多的城市，“我们在设计时也考虑到了这点。”来自悉尼的设计师托比·王（Toby Wong）解释说，水很难在ETFE膜材料的表面滞留，霉菌生长的条件就是水和温度，因此在少水的ETFE表面生成霉菌的可能性很小。”气枕设计的使用寿命是30年，具有较好的自洁功能，灰尘不易吸附在上面，即使是更换一层新的ETFE也只需要几个小时。 如今，“水立方”早已穿上了淡蓝色的高科技膜结构缝制的衣裳，将于今年10月完工。明年8月奥运会期间，她将承担游泳、跳水、花样游泳等比赛，可容纳观众坐席17000个（，其中永久观众坐席6000个，奥运会期间临时坐席11000个），届时将有42枚金牌在这一场馆产生。

“绿色”和“科技”在“水立方”中得到了很好的体现--除了ETFE材料本身节能环保以外，还具备太阳能光照、降水井排水、自然通风系统、雨水循环利用等功能。

“水立方”的建筑面积约8万平方米，高约30米，所使用的ETFE共由3000多个气枕组成，覆盖面积达到10万平方米，展开面积26万平方米，是世界上唯一一个完全由膜结构来进行全封闭的公共建筑。气枕通过事先安装在钢架上的充气管线充气，整个充气过程由电脑智能监控，根据当时的气压、光照等条件使气泡保持最佳状态。

支撑起“气泡”的是高强度钢杆件，共有30513个。而每一个构件都不尽相同，加工时各个都需要一张加工图，最后有3万多张图纸与杆件一一对应。

与敦厚的“鸟巢”不同，“水立方”的钢杆件“轻盈纤巧”，钢材的规格多，但每种的需求量很小，还有一部分是国内极少生产的特殊钢材，需要试制成功以后才能批量生产。

应该说，这是一个“史无前例”的工程。施工刚开始时，每个人都在焦虑--紧迫的工期在即，可由于没有经验，一天也只能安装几根杆件。不过，后来逐步达到了每天能安装200多根。

焊接施工难度也很高。有的焊工甚至直接反映“不知从何下手”从2005年9月开始，项目钢结构焊工逐月增加，经过700多人次、16轮内部与专业部门考核，最后有180名合格焊工留在了现场施工。

为确保水质达到国际游泳联合会最新卫生标准，“水立方”泳池的水将全部用臭氧消毒，不仅有效除掉池水异味，而且可消除池水对人体的刺激。泳池换水还将全程采用自动控制技术，提高净水系统运行效率，降低净水药剂和电力的消耗，可以节约泳池补水量50%以上。

除了泳池用水，“水立方”的其它用水也十分节约。洗浴等用水过程产生废水将经过生物接触氧化、过滤，再用活性炭吸附并消毒后，用于场馆内便器冲洗、车库地面的冲洗以及室外绿化灌溉。仅此一项就可实现每年节约用水将近4.5吨。此外，为了减少水的蒸发量，水立方的室外绿地将在夜间进行灌溉，采用以色列的微灌喷头，建成后可以节约用水5%。