"作為來自悉尼的設計師，我們在設計國家遊泳中心的方案時考慮最多的問題是如何體現中國運動場館的東方特點和中國文化血脈，特別是遊泳館這種形式感和功能性都很強的建築。"保林說，PTW在設計之初設想了各種水可能形成的形態，圍繞水的主題，同時思考遊泳時水波產生的各種變化，意圖以壹個有機的形體來塑造它。
保林透露，早在設計之初，PTW便與中方合作夥伴中國建築工程總公司達成了壹致，認為國家遊泳中心應該是壹座高度透明的建築，這個理念的統壹最後促成了"水立方"的形成。並且，"在設計過程中，我們印象最深刻的是中方合作夥伴向我們闡釋'方形合院'在中國文化的重要性，所以我們對方形建築作了特別的探索。最後的效果很好，與橢圓形的鳥巢形成了鮮明對比。"他說。
在PTW接手國家遊泳中心投標方案時，國家體育場的方案已經確定為赫爾佐格和德梅隆設計的鳥巢。"有人認為鳥巢的存在使國家遊泳中心的設計變得簡單，但也有人認為這項工作更難。於是，怎樣與鳥巢在建築語匯上相互對話、取得中軸線兩端兩座建築的平衡成為國家遊泳中心設計主要考慮的問題。"保林說。
"水立方"的外形被正式確定為方形後，PTW與中建公司針對它進行了各種理性思考，最終確定了以柔軟而堅韌的ETFE外膜作為其外立面。從效果圖上看，"水立方"與鳥巢對比強烈。"鳥巢強勢，水立方優雅；鳥巢是橢圓形的，外立面邊緣平滑，而水立方是方形的，棱角分明；鳥巢內部的座椅是紅色的，顏色鮮艷，而水立方從外面看是泛著藍光的冷色調。可以說，鳥巢是男性化的，水立方則對應地呈現出女性化的特質。"保林說。
開爾文定律
"水立方"被確定為國家遊泳中心的方案後，壹些專家和媒體評論它的形態過於隨意，尤其是外部的ETFE膜。保林特別在講座上指出，"水立方"看似隨意閑散，其實體現了壹個精密而理性的設計過程。
PTW在講座現場展示的壹張設計早期的幻燈片顯示，盡管當時建築表面的材料問題還沒有解決，但設計師已經比較壹致地將目光鎖定在"水泡"上，這激發了大家最終的設計靈感。"我們想到了有機細胞的天然圖案以及肥皂泡的形成，希望觀眾坐在建築裏面，能體會到水的運動產生的各種形式，由此產生壹種身處水中流動的感覺。"保林說，"最後終於發現能夠支撐較大跨度的水泡是壹種合適的有機結構，思路走到這壹步時，所有設計師都非常激動。"
而PTW的合作夥伴ARUP公司的主要工作則是將"水泡構思"轉化為3D結構圖，他們思考如果將"水立方"視為壹個可以細分為若幹均等部分的三維空間，何種形狀能夠保證界面接觸面積最小？最終設計人員發現，19世紀末英國物理學家開爾文發現的開爾文定律能解釋這個問題：14邊形的三維結構球體組成的結構接觸界面最小，後在經過1993年英國的兩位科學家對其進行研究和改進後，使得界面接觸面積又縮小了3%。
"泡沫理論"最終幫助"水立方"形成了復雜的節點，成為其龐大的鋼結構體系的依托，代入軟件中，成為精確的模型。
"泡泡墻"
被戲稱為"泡泡墻（Bubble Wall）"的ETFE膜在此時進入PTW的視線，因為它足夠堅硬，非常適用於環境苛刻、溫度敏感的遊泳場館，同時又是透明的，滿足了PTW要求"水立方"高度透明的設計原則。
"雖然ETFE是第壹次進入中國，但實際上在國外建築界已經應用了幾十年，技術已經相對成熟。"托比·王說。在國外，ETFE多數應用於溫室外立面，溫室對環境和溫度的要求與遊泳館類似。此外，赫爾佐格和德梅隆設計的德國慕尼黑安聯體育場也應用了ETFE。
應用於"水立方"之上的ETFE為雙層結構，效果也與溫室類似，冬日光線照進來時，可以保證室內溫度；而夏天可以通過雙層結構引入通風系統，並在建築下部安裝1米多高的百葉通風口，原理類似於呼吸幕墻。冬天關閉，夏天開啟，保證冬暖夏涼。
"水立方"的建築面積約8萬平方米，高約30米，使用的ETFE***由3000多個氣枕組成，覆蓋面積達到10萬平方米，展開面積達26萬平方米，是世界上惟壹壹個完全由膜結構來進行全封閉的公***建築。工程建設方ARUP公司在對許多材料進行了壹系列實驗後，最終判定這種膜是最適合"水立方"的，隨後對參數進行了優化，調整了膜的設計。氣枕將通過事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣。整個充氣過程由電腦智能監控，根據當時的氣壓、光照等條件使氣泡保持最佳狀態。
據保林介紹，"水立方"頂部的氣枕膜層數已達4層，而墻體的膜則在2~3層之間。若頂層只有兩層膜，下雨天"水立方"內的人就會感到頭上有"打鼓"的感覺，在增加膜之後，雨點敲擊頂部薄膜的聲音就不會再對室內的正常使用造成影響。而ETFE的強度也被反復檢測，結果表明即使在冰雹天氣使用也沒有問題。
保林還透露，澳大利亞昆士蘭壹家請PTW做設計的公司看過"水立方"後，特別要求他們在設計中也使用ETFE，並從墨爾本空運了大量ETFE過去。"水立方"幫助PTW贏得了更多他們在澳大利亞本土的建築項目。
中方設計師王敏：進行特殊處理 外層膜采光好
這裏是現場安裝組，第1437塊，編號388，安裝準備工作完畢，外層膜結構，第1437塊膜開始安裝。"
隨著現場工程人員振奮而激動的聲音，2006年12月26日的11點10分，國家遊泳中心(水立方)外層膜結構的安裝工程正式開始。國家遊泳中心是第29屆奧運會遊泳、跳水、花樣遊泳比賽的場館，也是唯壹壹座全球華人捐資修建的奧運場館。40分鐘後的11點50分，最後壹塊外部膜結構的安裝順利完成，"水立方"的絕美身姿也完美呈現在了人們的面前。
關於"水立方"獨特的膜結構外層，很多關心北京奧運會進展的國人都感到非常好奇，作為"水立方"的設計者，王敏也現場解答了人們的不少疑惑。