El Cubo de Agua fue especialmente diseñado y construido por un consorcio compuesto por PTW Architects (una firma de arquitectura australiana), Arup International Engineering Group, CSCEC (Corporación de Ingeniería de Construcción del Estado de China) y CCDI (China Construction Design International) de Shanghai. El diseño del cubo de agua fue iniciado por un esfuerzo de equipo: los socios chinos sintieron que un cuadrado era más simbólico para la cultura china y su relación con el estadio Bird's Nest, mientras que a los socios de Sydney se les ocurrió la idea de cubrir el 'cubo' con burbujas, simbolizando el agua. Contextualmente el cubo simboliza la tierra mientras que el círculo (representado por el estadio) representa el cielo. Por lo tanto, simbólicamente, el cubo de agua hace referencia a la arquitectura simbólica china.
Compuesto por una estructura espacial de acero, es la estructura con revestimiento de ETFE más grande del mundo con más de 100,000 m² de almohadas de ETFE que tienen solo 0,2 mm (1/125 de pulgada) de espesor total. El revestimiento de ETFE, suministrado e instalado por la firma Vector Foiltec, permite más penetración de luz y calor que el vidrio tradicional, lo que resulta en una disminución del 30% en los costos de energía.
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