“鳥巢”是2008年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、德梅隆與中國建築師合作完成的巨型體育場設計，形態如同孕育生命的“巢”，它更像壹個搖籃，
寄托著人類對未來的希望。設計者們對這個國家體育場沒有做任何多余的處理，只是坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建築的外觀。
“鳥巢”以巨大的鋼網圍合、覆蓋著9.1萬人的體育場；觀光樓梯自然地成為結構的延伸；立柱消失了，均勻受力的網如樹枝般沒有明確的指向，讓人感到每壹個座位都是平等的，置身其中如同回到森林；把陽光濾成漫射狀的充氣膜，使體育場告別了日照陰影；整個地形隆起4米，內部作附屬設施，避免了下挖土方所耗的巨大投資。
鳥巢是壹個大跨度的曲線結構，有大量的曲線箱形結構，設計和安裝均有很大挑戰性，在施工過程中處處離不開科技支持。“鳥巢”采用了當今先進的建築科技，全部工程***有二三十項技術難題，其中，鋼結構是世界上獨壹無二的。“鳥巢”鋼結構總重4.2萬噸，最大跨度343米，而且結構相當復雜，其三維扭曲像麻花壹樣的加工，在建造後的沈降、變形、吊裝等問題正在逐步解決，相關施工技術難題還被列為科技部重點攻關項目。
現在，“鳥巢”已經完成混凝土施工，開始進行鋼結構施工。在桁架柱內柱受力最大的部位，為了有效控制構件的最大壁厚，減小焊接工作量，使連接構造比較合理，在設計中采用了高強度的Q460鋼材。
說起Q460鋼材，大多數人可能都不了解。“鳥巢”結構設計奇特新穎，而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處：Q460是壹種低合金高強度鋼，它在受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，這個強度要比壹般鋼材大，因此生產難度很大。這是國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標準中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼壹般從盧森堡、韓國、日本進口。為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開始，河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關，前後3次試制終於獲得成功。如今，為“鳥巢”準備的Q460鋼材已經開始批量生產。2008年，400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。
——小鳥築巢
從東剛果至南非州熱帶稀樹幹草原，常常可以見到有壹種叫蒼頭燕雀的織布鳥。它們用草和許多不同柔韌度的纖維織成的巢，象壹粒粒奇異的果實壹樣懸掛在樹枝上。織布鳥選擇結實的動物毛發——最常見的是斑馬或羚羊身上的毛，將巢牢牢地系在樹枝上，還用嘴將毛發纏成總是壹個式樣的結子作為記號。這樣的鳥巢能承受在裏面棲身的壹對成年雀鳥和幾只幼鳥的全部重量，任憑風吹雨打也不會脫落下來。
本世紀初，自然科學愛好者矣熱恩·瑪雷發現年輕的雀鳥在築巢時並未仿效它們的年長夥伴。為了排除年輕雀鳥受訓的可能，矣熱恩從織布鳥巢取走幾粒卵，把它們偷偷地放到他家哺養的金絲雀的巢裏去孵化。當雛鳥破殼而出逐漸長大後，又把它們轉移到另壹個特定的地方， 讓它們在那裏結成“伴侶”，生兒育女，同時不讓它們獲得可供築巢的任何合適材料，而是讓它們直接把卵產在籠底。產下的卵又取走，再讓金絲雀孵化……就這樣反復試驗，使得第四代的織布鳥不僅斷絕了與前輩和自然界的聯系，而且完全被人工所馴化。
現在，他在鳥籠裏放進壹小撮草，壹些纖細樹枝和纖維物。織布鳥就在籠裏利用這些材料開始工作。很快，鳥兒就編好了懸掛在籠子裏的巢，而且其式樣與它們自由自在的上幾代所營造的巢毫無二致。它們熟諳營造技術，這方面的知識絕不比它們的曾祖、高祖遜色。它們也懂得用松軟但不夠結實的馬的毛墊在籠子底部，而決不會將它錯織到巢壁上。如材料有剩，它們就會用剩料來加固巢與籠上樹條的聯接，用它紮成帶“商標”的特別的結子。
“鳥巢” 的含義：它是壹個用樹枝般的鋼網把壹個可容10萬人的體育場編織成的壹個溫馨鳥巢！用來孕育與呵護生命的“巢”，寄托著人類對未來的希望。鳥巢”三大工程——鋼筋混凝土結構、鋼結構、膜結構。在“鳥巢”裏壹***用了4.2萬噸鋼材。全鋼結構，熱脹冷縮系數較大，“鳥巢”就像個向日葵，總是隨著太陽轉，這就要求膜的張力壹定要夠強。鳥巢”的整個鋼筋鐵骨焊接在壹起，自身形成了壹個巨大的避雷網，能把雷電迅速導入地下，而且做了特殊處理，雷電決不會傷害到人。“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，***有24根桁架柱。 “鳥巢”頂部的網架結構外表面還貼上壹層半透明的膜。使用這種膜後，體育場內的光線不是直射進來的，而是通過漫反射，使光線更柔和，由此形成的漫射光還可解決場內草坪的維護問題，同時也有為座席遮風擋雨的功能。滑動式的可開啟屋頂，當它合上時，體育場將成為壹個室內的賽場。開啟屋頂，它又成為壹個防水的殼體。“鳥巢”之所以是壹個不完全封閉的“鳥巢”，是因為這樣的設計既能使自然空氣流通，又能為觀眾和運動員遮風擋雨。采用太陽能光伏發電系統。無錫尚德太陽能電力有限公司研發的尚德太陽能光伏發電系統落戶“鳥巢”，將清潔、環保的太陽能發電與國家體育場容為壹體，不僅是對北京奧運會三大主題的極好體現，同時對於提倡使用綠色能源、有效控制和減輕北京及周邊地區大氣汙染，對國家體育場電力供應將起到良好的補充。鳥巢”的下層膜采用的吸聲膜材料、鋼結構構件上設置的吸聲材料，以及場內使用的電聲擴音系統，這三層“特殊裝置”使“巢”內的語音清晰度指標指數達到0.6——這個數字保證了坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到廣播。鳥巢”的相關設計師們還運用流體力學設計，模擬出91000個人同時觀賽的自然通風狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風。“鳥巢”的觀眾席裏，還為殘障人士設置了200多個輪椅座席。這些輪椅座席比普通座席稍高，保證殘障人士和普通觀眾有壹樣的視野。賽時，場內還將提供供助聽器並設置無線廣播系統，為有聽力和視力障礙的人提供個性化的服務。和“水立方”不同的是，“鳥巢”所采用的是單層膜。“鳥巢”頂棚的外層膜結構雖然和“水立方”壹樣，能常保清潔、抵抗低溫煙火的侵蝕，但僅有0.25毫米厚度的膜卻也有個很大的弱點：怕鳥雀的利爪。此外，群鳥在“鳥巢”停留，糞便也是個大問題。為了拒鳥於“鳥巢”之外，在其頂部四周，安上了類似於機場用的驅鳥裝置。考慮到此法攔不住壹些“漏網之鳥”，在“鳥巢”外層膜上，還鋪設了停鳥線，既能讓鳥雀有地方落，不致傷膜，也不影響外觀
★水立方”是北京奧運會國家遊泳中心，它的膜結構已成為世界之最。它是根據細胞排列形式和肥皂泡天然結構設計而成的，這種形態在建築結構中從來沒有出現過，創意真是奇特。
★“水立方”的墻面和屋頂都分內外三層，設計人員利用三維坐標設計了3萬多個鋼質構件，這三萬多個鋼質構件在位置上沒有壹個是相同的。這些技術都是我國自主創新的科技成果，他們填補了世界建築史的空白。
“水立方”位於奧林匹克公園B區西側，和國家體育場‘鳥巢’隔馬路遙相呼應，建設規模約8萬平方米，最引人註意的就是外圍形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯***聚物）。ETFE膜是壹種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光，他的內部是壹個多層樓建築，對稱排列的大看臺視野開闊，館內乳白色的建築與碧藍的水池相映成趣。
國家遊泳中心的設計方案，是經全球設計競賽產生的“水的立方”（[H2O]3）方案。該方案由中國建築工程總公司、澳大利亞PTW建築師事務所、ARUP澳大利亞有限公司聯合設計。其中中方設計者：中建國際(深圳)設計顧問有限公司總裁、總建築師趙小鈞、總工程師毛紅衛，PTW建築事務所的兩名主設計師為約翰·保林 (John Pauline)與托比·王(Toby Wong)。
設計體現出 [H2O]3(“水立方”)的設計理念，融建築設計與結構設計於壹體，設計新穎，結構獨特，與國家體育場比較協調，功能上完全滿足2008年奧運會賽事要求，而且易於賽後運營。
這個看似簡單的“方盒子”是中國傳統文化和現代科技***同“搭建”而成的。中國人認為：沒有規矩不成方圓，按照制定出來的規矩做事，就可以獲得整體的和諧統壹。在中國傳統文化中，“天圓地方”的設計思想催生了“水立方”，它與圓形的“鳥巢”——國家體育場相互呼應，相得益彰。方形是中國古代城市建築最基本的形態，它體現的是中國文化中以綱常倫理為代表的社會生活規則。而這個“方盒子”又能夠最佳體現國家遊泳中心的多功能要求，從而實現了傳統文化與建築功能的完善結合。
在中國文化裏，水是壹種重要的自然元素，並激發起人們歡樂的情緒。國家遊泳中心賽後將成為北京最大的水上樂園，所以設計者針對各個年齡層次的人，探尋水可以提供的各種娛樂方式，開發出水的各種不同的用途，他們將這種設計理念稱作“水立方”。希望它能激發人們的靈感和熱情，豐富人們的生活，並為人們提供壹個記憶的載體。
為達此目的，設計者將水的概念深化，不僅利用水的裝飾作用，還利用其獨特的微觀結構。基於“泡沫”理論的設計靈感，他們為“方盒子”包裹上了壹層建築外皮，上面布滿了酷似水分子結構的幾何形狀，表面覆蓋的ETFE膜又賦予了建築冰晶狀的外貌，使其具有獨特的視覺效果和感受，輪廓和外觀變得柔和，水的神韻在建築中得到了完美的體現。輕靈的“水立方”能夠奪魁，還在於它體現了諸多科技和環保特點。合理組織自然通風、循環水系統的合理開發，高科技建築材料的廣泛應用，都***同為國家遊泳中心增添了更多的時代氣息。泳池也應用了許多創新設計，如把室外空氣引入池水表面，帶孔的終點池岸，視覺和聲音出發信號等，這將使比賽池成為世界上最快的泳池。★“水立方”不僅是壹幢優美和復雜的建築，她還能激發人們的靈感和熱情，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，同時還利用其獨特的微觀結構。采用在整個建築內外層包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯***聚物）是壹種輕質新型材料，具有有效的熱學性能和透光性，可以調節室內環境，冬季保溫、夏季散熱，而且還會避免建築結構受到遊泳中心內部環境的侵蝕。更神奇的是，如果ETFE膜有壹個破洞，不必更換，只需打上壹塊補丁，它便會自行愈合，過壹段時間就會恢復原貌！
★國際上在建築使用膜結構時，多用的是PTFE膜，這是壹種纖維材料，特點是不透明，但是，使用技術比較成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，這是壹種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光。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之壹的慕尼黑安聯體育場也使用了ETFE氣枕式外墻，但與水立方相比，兩者的區別在於，德國安聯體育場的氣枕覆蓋面積為6萬平方米，而水立方則達到為10萬平方米；安聯運動場是單層氣枕並且是規則排列的，水立方則是雙層氣枕，並且幾乎沒有形狀相同的兩個氣枕。
按照設計方案，水立方的內外立面膜結構***由3065個氣枕組成（其中最小的1－2平方米，最大的達到70平方米），覆蓋面積達到10萬平方米，展開面積達到26萬平方米，是世界上規模最大的膜結構工程，也是惟壹壹個完全由膜結構來進行全封閉的大型公***建築。無論對設計還是施工、使用都是壹個極大的挑戰，對ETFE膜的材料、通風空調、防火、聲、光、電的控制等技術提出了壹個難度很大的課題。
★防雷設計：
“水立方”與“鳥巢”相似，也是采用了傳統的防雷技術。 “水立方”的地下及基礎部分是鋼筋混凝土結構，地上部分是鋼網架，鋼結構與鋼筋混凝土結構中的鋼筋通過焊接連接，***同形成了壹個立方體的籠子。屋面上，鑲嵌、固定壹塊塊充氣枕的是槽形的鋼構件，鋼構件又寬又厚，與“水立方”四壁的鋼網架焊接為壹體，支撐著整個屋頂。雷雨天氣裏，這些鋼構件的作用更是非同小可。它們壹方面作為天溝，收集、排除屋面的雨水；同時又充當了接閃器，及時將雷電流引到“籠式避雷網”，保護整個建築物的安全。這是壹個非常理想的“籠式避雷網”，完全依靠建築物自身結構中的材料，無須單獨架設避雷針、做引下線或接地體，屋面沒有突出的避雷針或避雷帶，既經濟美觀又安全可靠。
★抗震設計：
“水立方”是典型的外柔內剛。外部只看到充氣薄膜，好像弱不禁風，而支撐這些薄膜的是堅實的鋼結構，裏面觀眾看臺和室內建築物為鋼筋混凝土結構。“水立方”的墻壁和天花板由1.2萬個承重節點連接起來的網狀鋼管組成，這些節點均勻地分擔著建築物的重量，使其堅固得足以經受住北京最強的地震。“水立方”的地下部分是鋼筋混凝上結構，在澆築混凝上的時候，在每根鋼桂的位置都設置了預埋件(上部為鋼塊)，鋼結構的鋼柱與這些預埋件牢固的焊接在壹起，就這樣，地上部分的鋼結構與地下部分的鋼筋混凝土結構形成壹個牢固的整體。正是靠著優越的結構形式和良好的整體性，“水立方”才擁有了“過硬的身體”，達到了抗震8級烈度的標準。
泳池換水自動控制
為確保“水立方”的水質達到國際泳聯最新衛生標準，泳池的水將采用砂濾——臭氧——活性炭凈水工藝，全部用臭氧消毒。據介紹，臭氧消毒不僅能有效去除池水異味，而且可消除池水對人體的刺激。
此外，泳池換水還將全程采用自動控制技術，提高凈水系統運行效率，降低凈水藥劑和電力的消耗，可以節約泳池補水量50%以上。此外，泳池和水上遊樂池將采用防滲混凝土以防滲漏。
洗澡水用於沖廁及灌溉
除了泳池用水，“水立方”的其他用水也十分節約。洗浴等廢水，將經過生物接觸氧化、過濾，再用活性炭吸附並消毒後，用於場館內便器沖洗、車庫地面的沖洗以及室外綠化灌溉。僅此壹項就可每年節約用水44530噸水。此外，為了減少水的蒸發量，“水立方”的室外綠地將在夜間進行灌溉，采用以色列的微灌噴頭，建成後可以節約用水5%。
衛生潔具設水表計水量
為盡可能減少人們在使用時對水的浪費，“水立方”對便器、沐浴龍頭、面盆等設備均采用感應式的沖洗閥，合理控制衛生潔具的出水量，並在各集中用水點設置水表，計量用水量。預計通過這些措施，可以節水10%左右。
除了浴池用水，“水立方”還將在比賽大廳設立飲水處，為運動員和觀眾提供飲用水。為避免飲水的二次汙染，避免浪費，“水立方”的飲用水將采用末端直飲水處理設備。