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水立方外围建筑采用世界上的ETFE(四氟乙烯)膜材料。国家体育馆工程承包总经理谭晓春透露，这种材料的寿命为20多年，但实际会比这个长，人可以踩在上面行走。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。“鸟巢”作为“水立方”的邻居，和“水立方”属于同样的建筑，自然而然的也是膜结构建筑之一。“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚度可达11厘米，以前从未在国内生产过。另外，在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的ETFE膜材。使用这种膜后，体育场内的光线不是直射进来的，而是通过漫反射，使光线更柔和，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题，同时也有为座席遮风挡雨的功能。
膜结构建筑是建筑结构的一种新形式，它集建筑，结构力学，精细化工，材料科学和计算机技术于一体，具有很高的技术含量。其弯曲的表面可以根据建筑师的设计需要随意改变。膜结构建筑以新颖独特的建筑形态和良好的应力特性，广泛用于体育健身设施，文化娱乐设施，交通运输设施，工农业建筑和地标建筑。
体育场馆 充气膜结构在体育场馆的运用上*为普遍，*常见的充气膜体育场馆有羽毛球馆、篮球馆、足球馆等等。充气膜结构跨度大，无梁无柱，空间大，适合作为大型仓库或厂房，尤其是煤炭、水泥等行业。露天存储易造成资源损耗，传统建筑存储方式又费用过高，充气膜仓库从造价、性、施工工期等各方面来看，都是*合适的。内蒙古鄂尔多斯沙漠艺术馆、山东皇明太阳能大会充气膜展馆、扬州广陵新城展览馆、哈尔滨冰雪大世界等充气膜结构都属于商业展览类应用。
膜材料的类型及特点膜结构的发展与膜材料的研发和应用密不可分。常见的膜材有PVC、PTFE、ETFE膜材。目前应用的建筑膜材主要包括涂层织物类膜材和热塑化合物类膜材两大类。涂层织物类膜材是由高强度纤维织成的基材和聚合物涂层构成的复合材料。其中基层是受力构件，起承受并传递荷载的作用，其品种有聚酯纤维、玻璃纤维等；涂层有聚四氟乙烯（PTFE）、硅酮、聚氯乙烯（PVC）等。热塑化合物类膜材主要指乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）。