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      國家游泳中心鋼結構幾何構成的理論基礎是“氣泡理論”，首先生成一個比“水立方”建筑大的、改良的多面體陣列，再把這個陣列圍繞矢量軸旋轉60°。 在多面體陣列中切出176.5m×176.5m×29.4m立方體的建筑外形，然后在立方體內挖去比賽廳、熱身廳等內部使用空間，這樣便切出了屋蓋和墻體的結構。多面體單元在兩個切割面上切出了屋蓋和墻體結構。多面體單元在兩個切割平面上切出的邊線就分別構成了屋蓋結構的上弦、下弦桿件和墻體結構內外表面弦桿，兩個切割平面之間的多面體棱邊便為結構的腹桿。

　　國家游泳中心屋頂和墻面由ETFE充氣氣枕構成，并由主體鋼結構進行支撐，總面積達10萬平方米。根據不同部位的熱工和自然采光要求，屋面和吊頂天花板采用四層膜氣枕結構，內外墻面采用三層膜氣枕結構，通過渡點涂層實現一定程度的熱能和日光控制。根據三個階段的視覺測試，確定屋面和外立面所有氣枕外側膜材料顏色為中藍，其余各層為無色透明膜材或無色透明渡銀點膜材。ETFE膜材具有很高的耐用性和抗老化性，使用壽命在30年以上。