كما هي حال جلد الحيوانات والبشر، تمثّل الأغلفة المعمارية عنصراً أساسياً لإنشاء مساحات محتواة ومحمية تستجيب لمتطلبات وظيفية محددة.
Like the skin of animals and people, architectural envelopes represent an essential element for creating contained and protected spaces that respond to specific functional requirements.
يعمل غلاف المبنى بوصفه انتقالاً بين الداخل والخارج، ويؤدي دوراً جوهرياً في أداء المبنى. فهو أولاً يوفّر الحماية، لكن وظيفتَيه الجمالية والثقافية جانبان بالغا الأهمية أيضاً يحدّدان نجاح المبنى.
The envelope of a building works as a transition between inside and outside and plays an essential role in the performance of a building. First of all, it provides protection — but its aesthetic and cultural functions are also very important aspects that determine the success of a building.
تشهد صناعتنا تطوّراً مستمراً تدفعه الابتكارات التكنولوجية والتغيّرات الاجتماعية والعوامل الاقتصادية، وتتطوّر استراتيجيات التصميم باستمرار لتلبية المتطلبات التي يحددها المجتمع والبيئة. ويتأثّر تصميم الواجهات اليوم بالتقنيات الجديدة في مجال البناء؛ فالذكاء الاصطناعي والتصنيع الرقمي، مثلاً، يمثّلان فرصاً جديدة قادرة على تغيير طريقة بنائنا تغييراً عميقاً، بخفض التكاليف وزيادة السلامة. ويدعم هذا الابتكارَ تقنياتُ تصميم جديدة قائمة على «التوائم الرقمية» (Digital Twins) و«التصميم الخوارزمي» (Algorithmic Design)، تؤدي دوراً جوهرياً في تطوّر تصميم الواجهات.
Our industry is in continuous evolution, driven by technological innovation, social changes, and economic factors, and design strategies are constantly evolving to meet the requirements determined by society and the environment. Current facade design is affected by new technologies in the field of construction — for example, artificial intelligence and digital fabrication represent new opportunities that can deeply change the way we build, reducing costs and increasing safety. This innovation is also supported by new design technologies, based on digital twins and algorithmic design, that play an essential role in the evolution of facade design.
يمكن إدارة كميات كبيرة من البيانات واستخدامها في تنسيق المشروع. ويتيح التصميم الخوارزمي إدارةَ أفكار التصميم المعقّدة وحلَّ مسائل التصميم المتعددة الأهداف، مع مراعاة المعلومات المتعلقة بأصحاب المصلحة المتعددين، وأنظمة التخطيط، والظروف البيئية، وسلوك المستخدم. وتفتح هذه التقنية إمكانية تحسين جودة التصميم عبر الوصول إلى أنواع مختلفة من معلومات المشروع واعتبارها منذ المراحل المبكرة من التصميم. ومن الجوانب الأساسية الأخرى لتصميم الواجهات الاستدامةُ؛ فالهدف الجوهري للمبنى هو حماية الناس من الظروف المناخية الخارجية، وغلاف المبنى هو المنظومة الفرعية الأساسية التي يمكن من خلالها التأثير في الظروف الخارجية وتنظيمها لتلبية متطلبات الراحة لمستخدم المبنى في داخله. والتحدي الرئيسي هو الاستجابة لأداءات وظيفية متعددة: التظليل مقابل الإضاءة الاصطناعية، والإطلالات مقابل الخصوصية، والاكتساب الشمسي مقابل فرط التسخين.
Large quantities of data can be managed and used for project coordination. Algorithmic design allows one to manage complex design ideas and solve multi-objective design issues, taking into account information relative to multiple stakeholders, planning regulations, environmental conditions, and user behavior. This technology opens the possibility of improving design quality by accessing and considering different types of project information from an early stage of design. Another essential aspect of facade design is sustainability. The fundamental aim of a building is to protect people from external climate conditions, and the building skin is the primary subsystem through which external conditions can be influenced and regulated to meet the comfort requirements of a user inside the building. The main challenge is to respond to multiple functional performances: shading vs. artificial lighting, views vs. privacy, solar gains vs. overheating.
وقد قادت متطلباتُ الأداء المعاصرة للواجهات إلى تطوير «أنظمة الواجهات المتكيّفة» (Adaptive Facade Systems). ويمكن لهذه الأنظمة أن تسهم في توفير الطاقة عبر تكييف مكوّناتها مع الشروط الحدّية لخلق ردود فعل نشطة أو سلبية. ويمكن تفسير القابلية للتكيّف بأنها قدرة النظام على تحقيق معايير راحة متعددة الأهداف في ظل ظروف بيئية غير مؤكّدة، عبر تغيير خصائصه الفيزيائية في إطار زمني قصير. ويمكننا تحديد بعض الأنماط الرئيسية المستخدمة في تصميم الأغلفة المعاصر: من الواجهات الحركية (Kinetic) التي تستخدم التحوّل الميكانيكي للاستجابة لتغيّرات البيئة، إلى الواجهات المحاكية للطبيعة (Biomimetic) التي تطبّق سلوكاً مرصوداً في الأنظمة الطبيعية — مثل جناح «هايغروسكِن» (Hygroskin) الذي يغيّر تهيئته بفضل تغيّرات مستويات الرطوبة — إلى الواجهات التفاعلية التي تدمج مستشعرات متقدمة ومتحكّمات دقيقة للتفاعل مع الاستخدام، على سبيل الذكر لا الحصر.
Contemporary performance requirements for facades brought about the development of Adaptive Facade Systems. These systems can contribute to energy savings by adapting their components to boundary conditions in order to create active or passive reactions. Adaptability can be interpreted as the potential of the system to deliver multi-objective comfort criteria under uncertain environmental conditions by changing its physical characteristics within a short time frame. We can identify some main typologies used in contemporary skin design: from kinetic facades that use mechanical transformation to respond to changes in the environment, to biomimetic facades that implement behavior observed in natural systems — like the Hygroskin Pavilion, which changes its configuration thanks to changes in humidity levels — to interactive facades that integrate advanced sensors and microcontrollers to interact with use, just to mention a few.
في مشاريعنا باستوديو ساسي (SASI Studio)، نهتم باستكشاف الأغلفة المعمارية بوصفها فرصاً لخلق تجارب عيش جديدة يتّصل فيها الناس بالبيئة الطبيعية، وتستفيد استراتيجيةُ التصميم من التقنيات المعاصرة لتسهيل البناء ومساعدة العملاء على تحقيق توازن جيد بين ابتكار التصميم والميزانية.
In our projects at SASI Studio, we are interested in investigating architectural skins as opportunities to create new living experiences where people are connected with the natural environment, and where the design strategy takes advantage of contemporary technologies to facilitate construction and help clients achieve a good balance between design innovation and budget.
يمثّل «برج القباب» (The Vaults Tower) مقترحَ تصميم مفاهيمي يستكشف استخدام عناصر واجهة حجمية تدمج البنية والكتلة الحرارية باستخدام قباب مقلوبة تولّد نظام شرفات متمفصلاً يقدّم للمستخدم مساحات مفتوحة يمكنها احتضان النباتات على كامل ارتفاع البرج، فتخلق تأثيرَ «غابة عمودية». وتُحيط كل قبّة بحجم معيّن يصبح كتلة حرارية تسهم في التحكم بدرجة حرارة المبنى، وتخلق مساحة واسعة ومفتوحة للمستخدم. وفي منتصف البرج صمّمنا مستوى خدمات مزدوج الارتفاع يقدّم مساحات متعددة الوظائف لسكان المبنى. والنظام بأكمله مكوَّن من عناصر مكرّرة تخلق واجهة متمفصلة يكون فيها لكل مستخدم مساحته الحميمة الخاصة. والقباب مصمّمة بوصفها أسطحاً أحادية الانحناء يمكن تصنيعها خارج الموقع ثم تجميعها فيه. وينعكس هذا التمفصل في الواجهة على الأنماط الداخلية التي تتكرر كل طابقين، بما يحسّن توزيع المخططات الداخلية.
The Vaults Tower is a concept design proposal that investigates the use of volumetric facade elements that integrate structure and thermal mass using inverted vaults, generating an articulated balcony system that offers the user open spaces that can host vegetation along the entire height of the tower, creating a vertical-forest effect. Each vault encloses a certain volume that becomes a thermal mass contributing to the building’s temperature control and creating a wide, open space for the user. In the middle of the tower, we designed a double-height amenity level that offers multifunctional spaces for the building’s inhabitants. The entire system is made of repeated components that create an articulated facade in which each user has their own intimate space. The vaults are designed as single-curvature surfaces that can be fabricated off-site and then assembled on-site. This facade articulation is reflected in the interior typologies, which are repeated every two floors, optimizing the distribution of the interior layouts.
ويمثّل مقترحُنا لمكتبة مدينة غوانغجو الرئيسية (The Gwangju City Main Library) مثالاً مثيراً للاهتمام على تصميم الواجهات؛ إذ يتألف المشروع من جزأين: تجديد مبانٍ صناعية قائمة، وإنشاء كتل جديدة للمكتبة. وتصبح الواجهات حلقة الوصل للتوزيع الحجمي بأكمله؛ فتصير مبانٍ متعددة جزءاً من المنظومة الشاملة بفضل الواجهة التي تصل الكتل المختلفة عبر منظومة جسور. والواجهة بأكملها مصمّمة باستخدام خوارزميات لتحديد تعرّضها للإشعاع الشمسي، فتخلق نظامَ شرائح تظليل (Louvers) يتبع تصميم الواجهة ويقدّم تظليلاً سلبياً يحمي من الإشعاع الشمسي المفرط. وكل كتلة محفورة لإنشاء فناء داخلي يجلب الضوء إلى داخل المساحة ويقدّم حدائق مجتمعية مغلقة. وتُستخدَم هذه الحدائق لجمع مياه الأمطار وإعادة تدويرها وتوليد تدفّق الهواء بما يخلق «تأثير المدخنة». وكانت الفكرة في المشروع تعظيمَ إعادة استخدام الموارد الطبيعية عبر تصميم غلاف قادر على تنظيم التهوية الطبيعية، وخلق توزيع طبيعي للألواح الشمسية، وتقديم شرفات خضراء.
Our proposal for the Gwangju City Main Library is an interesting example of facade design. The project consists of two parts: the renovation of existing industrial buildings and the creation of new volumes for the library. The facades become the trait d’union of the entire volumetric distribution; multiple buildings become part of the overall system thanks to the facade that connects the different volumes through a system of bridges. The entire facade is designed using algorithms to determine its exposure to solar radiation, creating a louver system that follows the facade design and offers passive shading that protects from excessive solar radiation. Each volume is carved to create an internal courtyard that brings light inside the space and offers enclosed communal gardens. These gardens are used to collect and recycle rainwater and to generate wind flow, creating a chimney effect. The idea in the project was to maximize the reuse of natural resources, through a skin design capable of regulating natural ventilation, creating a natural allocation of solar panels, and offering green terraces.
وطوّرنا مؤخراً مقترحاً جديداً لبرج في لندن. والفكرة هي إنشاء برج متعدد الاستخدامات تتعايش فيه الوظائف السكنية مع مساحات العمل المشترك، وصالة رياضية خاصة، وبار على السطح. ويتميّز الطابق السفلي بردهات مداخل ومحلات تجزئة لخلق تنشيط على مدار 24 ساعة حول الموقع. وتؤدي الواجهة دوراً جوهرياً في التصميم العام للمبنى بخلق فتحات وشرفات «تُذيب» زوايا المبنى. ويقوم تصميم الغلاف على عناصر كسوة معيارية من الألمنيوم تمفصل الواجهة وتحسّن تكاليف البناء. والتصميم العام مُحسَّن باستخدام عقد معقّدة قليلة تتكرر على طول الواجهة. وفي نهجنا التصميمي نصمّم الواجهات بوصفها أنظمة ثلاثية الأبعاد تستجيب لمتطلبات متعددة الوظائف، وتأخذ في الحسبان استراتيجيات البناء منذ المراحل المبكرة من التصميم.
Recently we developed a new proposal for a tower in London. The idea is to create a mixed-use tower in which residential functions coexist with co-working spaces, a private gym, and a rooftop bar. The basement is characterized by entrance lobbies and retail to create a 24-hour activation around the site. The facade plays an essential role in the overall design of the building, creating openings and terraces that dematerialize the building’s corners. The skin design is based on modular cladding elements in aluminium that articulate the facade and optimize construction costs. The overall design is optimized using a few complex nodes that are repeated along the facade. In our design approach, we design facades as 3D systems that respond to multi-functional requirements and take into account construction strategies from the early stages of design.
نؤمن بالابتكار ونستثمر في البحث والتعاون الأكاديمي. ويهمّنا التصنيع الرقمي بوصفه فرصة لصناعة البناء يمكن استخدامها لرفع جودة التصميم دون زيادة التكاليف بالتناسب، بفضل آلات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) والروبوتات التي تتيح خلق هندسات معقّدة واستخدام مواد مبتكرة لتمكين حلول تصميمية كانت سابقاً باهظة وصعبة التنفيذ. وتتيح هذه الآلات ترجمة المعلومات المحتواة في التوائم الرقمية إلى البيئة المادية، فتخلق جسراً بين العالم الرقمي والعالم المادي. وهذا يفتح آفاقاً جديدة في تصميم الواجهات وفي صناعة البناء عموماً. ونحن نعتقد أن الأغلفة المعمارية ستكون لاعباً رئيسياً في مدن المستقبل؛ إذ ستمتد فكرة المساحة المعمارية إلى ما وراء حدود غلاف كل مبنى على حدة، لتخلق مساحات متعددة الوظائف يمكن للمجتمع تشاركها، وتستجيب لمتطلبات وظيفية متعددة ولسيناريوهات المستخدم. وتتجاوز فكرةُ المساحة الصالحة للسكن فكرةَ الأغلفة عالية الأداء؛ فقد تصبح واجهاتٍ ميتافيزيقية أقرب إلى واجهات تفاعل مع المستخدم، تتفاعل معه وتقدّم مساحات ديناميكية جديدة، على نحوٍ شبيه بكيفية تفاعلنا مع هواتفنا الذكية، فتُرسي مستوى جديداً من التفاعل مع المستخدمين.
We believe in innovation, and we invest in research and academic collaborations. We are interested in digital fabrication as an opportunity for the construction industry — one that can be used to increase the quality of design without proportionally increasing costs, thanks to computer numerical control machines and robotics that allow us to create complex geometries and use innovative materials, enabling design solutions that were previously expensive and difficult to implement. These machines allow us to translate the information contained in digital twins into the physical environment, creating a bridge between the digital world and the physical world. This opens up new opportunities in facade design and in the construction industry in general. We believe that architectural skins will be a major player in the cities of the future: the idea of architectural space will extend beyond the limit of each individual building’s envelope to create multi-functional spaces that can be shared by the community and respond to multiple functional requirements and user scenarios. The idea of inhabitable space goes beyond that of high-performance envelopes; they can become more metaphysical user interfaces that will interact with users, offering new dynamic spaces — similar to how we interact with our smartphones — establishing a new level of interaction with users.
بقلم استوديو ساسي (SASI Studio).
By SASI Studio.
