1946年美國的沃爾特?勃德設(shè)計(jì)并建造第一個(gè)充氣穹頂膜結(jié)構(gòu)，而后經(jīng)過20幾年發(fā)展第一屆國際充氣結(jié)構(gòu)會議于1967年在德國斯圖加特召開，這次會議揭示著空間膜結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)入一個(gè)嶄新階段，隨后大阪世界博覽會上出現(xiàn)各式各樣的充氣膜結(jié)構(gòu)建筑，1970年蓋格爾設(shè)計(jì)的美國館具有代表性，而70年代初美國蓋格爾-勃格公司（Geiger-Berger Associates）開發(fā)出的特氟隆（Teflon）膜材料為今后膜結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
時(shí)至而今索膜結(jié)構(gòu)經(jīng)過近70年發(fā)展，成為21世紀(jì)最具代表性的一種全新的建筑形式，其中就有大跨度空間建筑。它集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工、材料科學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體，建造出具有標(biāo)志性的空間結(jié)構(gòu)形式，它不僅體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的力量美，還充分表現(xiàn)出建筑師的設(shè)想，享受大自然浪漫空間。在2008年的奧運(yùn)會建筑設(shè)計(jì)上，膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用就得到完美的體現(xiàn)。
“水立方”是世界上最大的膜結(jié)構(gòu)工程，除了地面之外，外表都采用了膜結(jié)構(gòu)——ETFE材料，藍(lán)色的表面出乎意料的柔軟但又很充實(shí)。國家體育館工程承包總經(jīng)理譚曉春透露，這種材料的壽命為20多年，但實(shí)際會比這個(gè)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(yè)能夠完成這個(gè)膜結(jié)構(gòu)建筑。
“水立方”中方設(shè)計(jì)師、中建國際(深圳)設(shè)計(jì)顧問有限公司總工程師鄭方向記者解釋了這個(gè)冬暖夏涼的建筑。原來，“水立方”兩層氣枕間的空廂是封閉的，也形成了一個(gè)隔熱的單元。通風(fēng)也是解決散熱問題的一個(gè)辦法，在游泳中心外圍的底部，有一個(gè)一米多高的百葉通風(fēng)口，可以將內(nèi)外互相連通，通過換氣將熱量排出，起到降溫的作用。以上這些措施，主要是針對夏天而言，夏天的隔熱方針，是“隔外不隔內(nèi)”，當(dāng)然冬天則正好相反。而在冬季，百葉通風(fēng)口也將封閉，以保證室內(nèi)的溫度。在“水立方”外層氣枕的內(nèi)層膜和內(nèi)層氣枕的外層膜上，鍍有上億個(gè)密度不等的鍍點(diǎn)以控制膜的透光度，解決了陽光直射的問題。
眾多的創(chuàng)新科技的運(yùn)用使“水立方”受到了廣泛關(guān)注，美國著名雜志《大眾科學(xué)》將“水立方”評為2006年度100項(xiàng)最佳科技成果之一。2008年北京奧運(yùn)會結(jié)束后，水立方將成為多功能的大型水上運(yùn)動中心，舉辦國際國內(nèi)大型水上比賽，為公眾提供水上娛樂、健身運(yùn)動和多種休閑活動，而且將成為奧林匹克運(yùn)動留下的寶貴遺產(chǎn)和北京城市建設(shè)的新景觀。
在2008奧運(yùn)會中，水立方將承擔(dān)游泳、跳水和花樣游泳等三個(gè)項(xiàng)目的比賽，將產(chǎn)生42枚金牌。國家游泳中心賽時(shí)建筑面積約8萬平方米，標(biāo)準(zhǔn)坐椅17000個(gè)，其中臨時(shí)坐椅約11000個(gè)（賽后將拆除）。“水立方”是一個(gè)177米乘177米、高31米的建筑，外形呈方形。場館分為奧林匹克比賽大廳、熱身池大廳和嬉水大廳，之間用泡泡墻作為線性空間的分隔。比賽大廳包括了觀眾坐席、游泳池、跳水池以及各類附屬用房，是奧運(yùn)會期間主要使用空間。
