城墙博物馆于古城徐州南门（奎光门）东延的古城墙遗脉之上设计建造。古城墙深埋600余年，考证为明代遗存。古城徐州，始于大禹治水，2600余年建城史。明代天启，黄河改道，水患频发，古城屡遭淹没。新城于旧城之上原址重建，成就“城下城、府下府、街下街、井下井”的古城遗脉。
城墙博物馆以现代语境表达传统建筑，隐喻时间交错与链接。博物馆在地面层和地下层两重标高展开。地面层为门厅及序厅，建筑形式、体量与比例均遵循传统形制，以因应其所在回龙窝历史街区的传统建筑与街巷。
地下层为城墙文脉展示，隔墙交错而置，构建空间层次与起伏：或狭长、或明阔、或连续、或停留，因时间的切片式场景而呈现节奏分明的状态。博物馆终以室外庭园收尾。
庭园北侧见古城墙，古城墙同时作为展品与空间构建，重新定义空间气质：朴素、沧桑而真实。庭园东侧上空悬挑一桥，向西可凭栏观景，形成东西景观轴线。庭园地面以多重折线跌落石阶弥合黄河古道，与东侧桥下飞瀑水流相连，沿古城墙外侧而行，隐喻护城河水流。方寸之间，已成磅礴之势。
城墙博物馆以清水混凝土及U型玻璃构筑，并创造性尝试将U型玻璃用于屋面。其意以拟合传统民居成像：清水混凝土与传统民居的清水砖照应，立面U型玻璃拼接与传统民居的木板拼接照应，屋面U型玻璃则与传统民居的屋面瓦的排布相照应。清水混凝土独特的光泽和质感渲染着整体建筑的深邃气质。
U型玻璃多重漫反射和温润如玉的特性和性格重构建筑空间的光环境。庭园之中，引桥之上，清水混凝土又与古城墙、与传统民居清水砖墙成为对比。三者同画，所呈现的时间层次，其平衡与张力，直至深远。
城墙博物馆以遗落的文脉为缘，思考空间与时间的关联与秩序，非连续时间在连续空间体验之中被链接。城市文脉的延续，是地域性历经时间的再表达，也是时间在场所之中的再诠释。
城墙博物馆以微小场所和微小建筑为触媒重新思考城市文脉的延续性表达，守护文脉，守护城市与建筑风貌。
