“水立方”不僅是一幢優(yōu)美和復雜的建筑，她還能激發(fā)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(shí)還利用其獨特的微觀(guān)結構。采用在整個(gè)建筑內外層包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一種輕質(zhì)新型材料，具有有效的熱學(xué)性能和透光性，可以調節室內環(huán)境，冬季保溫、夏季散熱，而且還會(huì )避免建筑結構受到游泳中心內部環(huán)境的侵蝕。更神奇的是，如果ETFE膜有一個(gè)破洞，不必更換，只需打上一塊補丁，它便會(huì )自行愈合，過(guò)一段時(shí)間就會(huì )恢復原貌！
 

 
    國際上在建筑使用膜結構時(shí)，多用的是PTFE膜，這是一種纖維材料，特點(diǎn)是不透明，但是，使用技術(shù)比較成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，這是一種透明膜，能為場(chǎng)館內帶來(lái)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(chǎng)之一的慕尼黑安聯(lián)體育場(chǎng)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(lián)體育場(chǎng)的氣枕覆蓋面積為6萬(wàn)平方米，而水立方則達到為10萬(wàn)平方米；安聯(lián)運動(dòng)場(chǎng)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(méi)有形狀相同的兩個(gè)氣枕。     按照設計方案，水立方的內外立面膜結構共由3065個(gè)氣枕組成（其中更小的1－2平方米，更大的達到70平方米），覆蓋面積達到10萬(wàn)平方米，展開(kāi)面積達到26萬(wàn)平方米，是世界上規模更大的膜結構工程，也是惟一一個(gè)完全由膜結構來(lái)進(jìn)行全封閉的大型公共建筑。無(wú)論對設計還是施工、使用都是一個(gè)極大的挑戰，對ETFE膜的材料、通風(fēng)空調、防火、聲、光、電的控制等技術(shù)提出了一個(gè)難度很大的課題。
 

 
    游泳中心內的游池應用了許多創(chuàng )新式的設計，如把室外空氣引入池水表面，帶孔的終點(diǎn)池岸，視覺(jué)和聲音發(fā)出信號等。還有一些高科技設備，如確定運動(dòng)員相對位置的光學(xué)裝置、多角度三維圖像放映系統等，這些裝置將幫助觀(guān)眾更好地觀(guān)看比賽。
 
    在設計中還充分考慮了環(huán)保的需要。為了減少二氧化碳的產(chǎn)生，在設計中減少了電的使用。利用太陽(yáng)能電池提供電力。大幅地使用了新型材料，使空調和照明負荷降低了20%-30%。另外，游泳中心消耗掉的水分將有80%從屋頂收集并循環(huán)使用，這樣可以減弱對于供水的依賴(lài)和減少排放到下水道中的污水。系統對廢熱進(jìn)行回收，熱回收冷凍機的應用一年將節省60萬(wàn)度電。還有現代化消防裝置為建筑量身定做，比常規設施節約74%。      在建筑節能上，“水立方”的設計也有獨到之處。在“水立方”總共8萬(wàn)平方米的建筑面積中，3萬(wàn)平方米屋頂將使雨水的收集率達到100%，而這些雨水量相當于100戶(hù)居民一年的用水量；在光的利用上，由于“水立方”采用了特殊的膜材料和相應的技術(shù)，使得該場(chǎng)館每天能夠利用自然光的時(shí)間達到了9.9小時(shí)，一年下來(lái)，8萬(wàn)平方米的“水立方”將節約大量的電力資源。
 

 
    科研創(chuàng )新是“水立方”建筑設計中的一大亮點(diǎn)，它所采用的特殊膜材料、鋼結構，以及室內環(huán)境設計，在奧運場(chǎng)館建筑歷史當中很多都是空白，因此，科技創(chuàng )新成為 “水立方”建設工作中的重頭戲，經(jīng)過(guò)參建各方共同努力，“水立方”項目中經(jīng)更好的有關(guān)部門(mén)批準立項的科研項目達到10多項，此外，“水立方”的建設還產(chǎn)生了類(lèi)似項目的施工驗收標準。