Quantumrun

BEELDKREDIET: Quantumrun

Huispryse val ineen namate 3D-drukwerk en maglevs konstruksie rewolusie: Future of Cities P3

David Tal, uitgewer, toekomskundige
@DavidTalWrites
LinkedIn

Di, 09 / 15 / 2020 - 09: 04

Een van die grootste padblokkades vir millennials wat sukkel om volwassenes te word, is die stygende koste om 'n huis te besit, veral in die plekke waar hulle wil woon: stede.

Vanaf 2016, in my tuisstad Toronto, Kanada, is die gemiddelde prys vir 'n nuwe huis nou meer as een miljoen dollar; intussen is die gemiddelde prys vir 'n condominium oor die $500,000-kerf. Soortgelyke plakkerskokke word gevoel deur eerstekeerhuiskopers in stede regoor die wêreld, grootliks gedryf deur die stygende grondpryse en die massiewe verstedelikingsoplewing wat bespreek word in Deel een van hierdie Future of Cities-reeks.

Maar kom ons kyk noukeuriger na hoekom huispryse piesangs gaan en ondersoek dan die nuwe tegnologieë wat behuising vuilgoed goedkoop sal maak teen die laat 2030's.

Huisprysinflasie en hoekom regerings min daaraan doen

Wat die prys van huise betref, behoort dit nie as 'n verrassing te kom dat die meerderheid van die plakkerskok uit die waarde van die grond meer so as die werklike wooneenheid kom nie. En wanneer dit kom by die faktore wat grondwaarde bepaal, is bevolkingsdigtheid, nabyheid aan vermaak, dienste en geriewe, en die vlak van omliggende infrastruktuur hoër as die meeste – faktore wat by hoër konsentrasies in stedelike, eerder as landelike, gemeenskappe aangetref word.

Maar 'n selfs groter faktor wat die waarde van grond aandryf, is die algehele vraag na behuising binne 'n spesifieke area. En dit is hierdie vraag wat ons huismark oorverhit. Hou in gedagte dat teen 2050, byna 70 persent van die wêreld sal in stede woon, 90 persent in Noord-Amerika en Europa. Mense stroom na stede, na die stedelike leefstyl. En nie net groot gesinne nie, maar enkellopendes en egpare sonder kinders is ook op soek na stedelike huise, wat hierdie behuisingsvraag des te meer aanjaag.

Natuurlik sou niks hiervan 'n probleem wees as stede in hierdie groeiende vraag kon voorsien nie. Ongelukkig bou geen stad op aarde vandag genoeg nuwe behuising vinnig genoeg om dit te doen nie, wat veroorsaak dat die basiese meganismes van vraag- en aanbodekonomie die dekades lange groei in huispryse aanvuur.

Mense—kiesers—hou natuurlik nie baie daarvan om nie huise te bekostig nie. Dit is hoekom regerings regoor die wêreld gereageer het met 'n verskeidenheid subsidieskemas om mense met 'n laer inkomste te help om lenings te kry (ahem, 2008-9) of om groot belastingtoegewings te kry wanneer hulle hul eerste huis koop. Die denke lui dat mense huise sou koop as hulle net die geld het of goedgekeur kan word vir lenings om genoemde huise te koop.

Dit is BS.

Weereens, die rede vir al hierdie waansinnige groei in huispryse is die gebrek aan huise (aanbod) in vergelyking met die aantal mense wat dit wil koop (vraag). Om mense toegang tot lenings te gee, spreek nie hierdie onderliggende werklikheid aan nie.

Dink daaroor: As almal toegang kry tot 'n halfmiljoen dollar-verbandlenings en dan meeding vir dieselfde aantal beperkte huise, is al wat sal doen, 'n bodoorlog veroorsaak vir die paar huise wat beskikbaar is om te koop. Dit is hoekom klein huise in die middestad van stede 50 tot 200 persent bo hul vraprys kan intrek.

Regerings weet dit. Maar hulle weet ook dat die groter persentasie kiesers wat wel huise besit verkies om te sien dat hul huise jaar-tot-jaar in waarde styg. Dit is 'n groot rede waarom regerings nie die miljarde instort wat ons huismark nodig het om groot getalle openbare behuisingseenhede te bou om sowel behuisingsvraag te bevredig as om huisprysinflasie te beëindig nie.

Intussen, wanneer dit by die private sektor kom, sal hulle meer as bly wees om aan hierdie behuisingsvraag te voldoen met nuwe behuising en woonstelontwikkelings, maar huidige tekorte in konstruksie-arbeid en beperkings in boutegnologie maak dit 'n stadige proses.

Gegewe hierdie huidige stand van sake, is daar hoop vir die ontluikende duisendjarige wat uit hul ouer se kelder wil trek voordat hulle hul 30's betree?

Die legoisering van konstruksie

Gelukkig is daar hoop vir millennials wat streef om volwassenes te word. ’n Aantal nuwe tegnologieë, wat nou in die toetsfase is, het ten doel om die koste te verlaag, die kwaliteit te verbeter en die tydsduur wat nodig is om nuwe huise te bou, te verminder. Sodra hierdie innovasies die boubedryfstandaard word, sal dit die jaarlikse aantal nuwe behuisingsontwikkelings aansienlik verhoog, en sodoende die huismark se vraag-aanbod-wanbalans gelyk maak en hopelik huise vir die eerste keer in dekades weer bekostigbaar maak.

('Uiteindelik! Is ek reg?' sê die onder-35-skare. Ouer lesers bevraagteken dalk nou hul besluit om hul aftreeplan op hul eiendomsbeleggings te baseer. Ons sal later hieroor raak.)

Kom ons begin hierdie oorsig met die gebruik van drie relatief nuwe tegnologieë wat daarop gemik is om vandag se konstruksieproses in 'n reuse Lego-gebou te omskep.

Voorafvervaardigde boukomponente. ’n Chinese ontwikkelaar het ’n 57-verdiepinggebou gebou in 19 dae. Hoe? Deur die gebruik van voorafvervaardigde boukomponente. Kyk na hierdie tydsverloopvideo van die konstruksieproses:

Voorafgeïsoleerde mure, vooraf saamgestelde HVAC (lugversorging) stelsels, vooraf afgewerkte dakbedekking, hele staal gebourame—die beweging na die gebruik van voorafvervaardigde boukomponente versprei vinnig deur die konstruksiebedryf. En gebaseer op die Chinese voorbeeld hierbo, behoort dit nie 'n raaisel te wees hoekom nie. Die gebruik van voorafvervaardigde boukomponente verkort konstruksietyd en verlaag koste.

Voorafvervaardigde komponente is ook omgewingsvriendelik, aangesien dit materiaalafval verminder, en dit verminder die aantal afleweringsritte na die konstruksieterrein. Met ander woorde, in plaas daarvan om grondstowwe en basiese voorrade na die konstruksieterrein te vervoer om 'n struktuur van nuuts af te bou, word die meeste van die struktuur vooraf in 'n gesentraliseerde fabriek gebou, en dan na die konstruksieterrein verskeep om eenvoudig saamgevoeg te word.

3D-gedrukte voorafvervaardigde boukomponente. Ons sal 3D-drukkers later in baie meer besonderhede bespreek, maar hul eerste gebruik in behuisingskonstruksie sal in die vervaardiging van voorafvervaardigde boukomponente wees. Spesifiek, 3D-drukkers se vermoë om voorwerpe laag vir laag te bou beteken dat hulle die hoeveelheid afval wat betrokke is by die vervaardiging van boukomponente verder kan verminder.

3D-drukkers kan boukomponente vervaardig met ingeboude pype vir loodgieterswerk, elektriese drade, HVAC-kanale en isolasie. Hulle kan selfs hele voorafvervaardigde mure met klaargemaakte kompartemente druk om verskeie elektronika (bv. luidsprekers) en toestelle (bv. mikrogolwe) te installeer, gebaseer op spesifieke klantversoeke.

Robot konstruksie werkers. Soos meer en meer boukomponente voorafvervaardig en gestandaardiseer word, sal dit al hoe meer prakties word om robotte by die konstruksieproses te betrek. Dink hieraan: Robotte is reeds verantwoordelik vir die samestelling van die oorgrote meerderheid van ons motors—duur, ingewikkelde masjiene wat presiese montering vereis. Hierdie selfde monteerlynrobotte kan en sal binnekort gebruik word om voorafvervaardigde komponente in massa te bou en te druk. En sodra dit die industriestandaard word, sal konstruksiepryse aansienlik begin daal. Maar dit sal nie daar stop nie.

Ons het reeds robot messelaars (sien onder). Binnekort sal ons 'n verskeidenheid gespesialiseerde robotte sien wat saam met menslike konstruksiewerkers werk om groot voorafvervaardigde boukomponente op die perseel te monteer. Dit sal beide die spoed van konstruksie verhoog, sowel as die totale aantal handelaars wat op 'n konstruksieterrein benodig word, verminder.

Die opkoms van konstruksieskaal 3D-drukkers

Die meeste toringgeboue word vandag gebou met behulp van 'n proses wat deurlopende vorming genoem word, waar elke vlak gebou word deur gegote beton binne-in vormplanke te verhard. 3D-drukwerk sal daardie proses na die volgende vlak neem.

3D-drukwerk is 'n bykomende vervaardigingsproses wat rekenaargegenereerde modelle neem en dit laag vir laag in 'n drukmasjien bou. Tans word die meeste 3D-drukkers deur maatskappye gebruik om komplekse plastiekmodelle te bou (bv. windtonnelmodelle in die lugvaartbedryf), prototipes (bv. vir plastiekverbruiksgoedere) en komponente (bv. komplekse onderdele in motors). Kleiner verbruikersmodelle het ook gewild geword vir die vervaardiging van 'n verskeidenheid plastiektoerusting en kunsstukke. Kyk hierdie kort video hieronder:

Maar so veelsydig as wat hierdie 3D-drukkers hulself bewys het, sal hulle in die volgende vyf tot 10 jaar aansienlik meer gevorderde vermoëns ontwikkel wat 'n enorme impak op die konstruksiebedryf sal hê. Om te begin, in plaas daarvan om plastiek te gebruik om materiaal te druk, sal konstruksieskaal 3D-drukkers (drukkers wat twee tot vier verdiepings hoog en wyd is en groei) sementmortel gebruik om lewensgrootte huise laag-vir-laag te bou. Die kort video hieronder bied 'n Sjinees-vervaardigde 3D-drukker prototipe wat tien huise in 24 uur gebou het:

Namate hierdie tegnologie volwasse word, sal massiewe 3D-drukkers omvangryk ontwerpte behuising en selfs hele hoë geboue druk, hetsy in dele (onthou die 3D-gedrukte, voorafvervaardigde geboukomponente wat vroeër beskryf is) of volledig, op die perseel. Sommige kenners voorspel dat hierdie reuse 3D-drukkers tydelik in groeiende gemeenskappe opgestel kan word waar hulle gebruik sal word om die huise, gemeenskapsentrums en ander geriewe rondom hulle te bou.

Oor die algemeen is daar vier sleutelvoordele wat hierdie toekomstige 3D-drukkers aan die konstruksiebedryf sal stel:

Kombinasie van materiale. Vandag is die meeste 3D-drukkers net in staat om een materiaal op 'n slag te druk. Kenners voorspel dat hierdie konstruksieskaal 3D-drukkers verskeie materiale gelyktydig sal kan druk. Dit kan die versterking van plastiek met grafeenglasvesels insluit om geboue of boukomponente te druk wat liggewig, korrosiebestand en ongelooflik sterk is, sowel as die druk van plastiek langs metale om werklik unieke strukture te druk.

Materiële sterkte. Net so, om meer veelsydige materiale te kan druk, sal hierdie 3D-drukkers toelaat om betonmure te bou wat aansienlik sterker is as die meeste huidige vorme van konstruksie. Ter verwysing kan konvensionele beton 'n drukspanning van 7,000 14,500 pond per vierkante duim (psi) dra, met tot 3 XNUMX wat as hoësterktebeton beskou word. 'N vroeë prototipe XNUMXD-drukker deur Kontoerwerk kon betonmure teen 'n indrukwekkende 10,000 XNUMX psi druk.

Goedkoper en minder verkwistend. Een van 3D-drukwerk se grootste voordele is dat dit ontwikkelaars in staat stel om die hoeveelheid afval wat by die konstruksieproses betrokke is, aansienlik te verminder. Huidige konstruksieprosesse behels byvoorbeeld die aankoop van grondstowwe en gestandaardiseerde onderdele en dan die uitsny en samestelling van die voltooide boukomponente. Die oortollige materiaal en afval was tradisioneel deel van die koste om sake te doen. Intussen stel 3D-drukwerk ontwikkelaars in staat om voltooide boukomponente heeltemal volgens spesifikasies te druk sonder om 'n druppel beton in die proses te mors.

Sommige kundiges voorspel dat dit konstruksiekoste met soveel as 30 tot 40 persent kan besnoei. Ontwikkelaars sal ook kostebesparings vind in verlaagde materiaalvervoerkoste en in die vermindering van totale menslike arbeid wat nodig is om strukture te bou.

Produksie spoed. Ten slotte, soos vroeër genoem deur die Chinese uitvinder wie se 3D-drukker tien huise in 24 uur gebou het, kan hierdie drukkers die hoeveelheid tyd wat nodig is om nuwe strukture te bou aansienlik verminder. En soortgelyk aan die punt hierbo, sal enige vermindering in konstruksietyd aansienlike kostebesparings vir enige konstruksieprojek beteken.

Willy Wonky-hysbakke help geboue om nuwe hoogtes te bereik

So baanbrekend soos hierdie konstruksieskaal 3D-drukkers sal word, is dit nie die enigste baanbrekende innovasie wat die konstruksiebedryf sal laat skud nie. Die komende dekade sal die bekendstelling van nuwe hysbaktegnologie sien wat geboue hoër sal laat staan en met baie meer uitgebreide vorms.

Oorweeg dit: Gemiddeld kan konvensionele staaltouhysbakke (die wat 24 passasiers kan vervoer) tot 27,000 130,000 kilogram weeg en 24 7 kWh per jaar verbruik. Dit is swaar masjiene wat XNUMX/XNUMX moet werk om die ses hysbakritte per dag te akkommodeer wat die gemiddelde persoon gebruik. Soveel as wat ons kan kla wanneer ons gebou se hysbak af en toe op die fritz gaan, is dit eintlik verstommend dat hulle nie meer gereeld as hulle buite diens gaan nie.

Om die veeleisende werklading die hoof te bied, sukkel hierdie hysbakke deur op hul daaglikse sleur, maatskappye, soos Keël, het nuwe, ultra-ligte hysbakkabels ontwikkel wat hysbakleeftyd verdubbel, wrywing met 60 persent en energieverbruik met 15 persent verminder. Innovasies soos hierdie sal hysbakke toelaat om tot 1,000 XNUMX meter (een kilometer) te styg, dubbeld wat vandag moontlik is. Dit sal ook argitekte in staat stel om steeds hoër toekomstige geboue te ontwerp.

Maar selfs meer indrukwekkend is die nuwe hysbakontwerp deur die Duitse maatskappy, ThyssenKrupp. Hulle hysbak gebruik glad nie kabels nie. In plaas daarvan gebruik hulle magnetiese levitasie (maglev) om hul hysbakkajuite op of af te gly, soortgelyk aan Japan se swewende hoëspoed-treine. Hierdie innovasie maak voorsiening vir 'n paar opwindende voordele, soos:

Geen hoogtebeperkings meer op geboue nie—ons kan geboue op wetenskapfiksie-hoogtes begin bou;
Vinniger diens aangesien maglev-hysbakke geen wrywing produseer nie en baie minder bewegende dele het;
Hysbakkajuite wat horisontaal, sowel as vertikaal kan beweeg, Willy Wonka-styl;
Die vermoë om twee aangrensende hysbakskagte te verbind wat 'n hysbakkajuit toelaat om teen die linkerskag op te ry, na die regterskag oor te dra, met die regterskag af te beweeg en terug na die linkeras oor te dra om die volgende rotasie te begin;
Die vermoë vir veelvuldige hutte (tientalle in hoë geboue) om saam in hierdie rotasie rond te reis, wat hysbakvervoerkapasiteit met ten minste 50 persent verhoog, terwyl hysbakwagtye ook tot minder as 30 sekondes verminder word.

Kyk ThyssenKrupp se kort video hieronder vir 'n illustrasie van hierdie maglev-hysbakke in aksie:

Argitektuur in die toekoms

Robotbouwerkers, 3D-gedrukte geboue, hysbakke wat horisontaal kan beweeg—teen die laat 2030's sal hierdie innovasies feitlik alle tegniese padblokkades afbreek wat tans argitekte se verbeelding beperk. 3D-drukkers sal die bou van geboue met ongehoorde geometriese kompleksiteit toelaat. Ontwerpneigings sal meer vryvormig en organies word. Nuwe vorms en nuwe kombinasies van materiale sal toelaat dat heeltemal nuwe postmoderne gebou-estetika teen die vroeë 2030's na vore kom.

Intussen sal nuwe maglev-hysbakke alle hoogtebeperkings verwyder, asook 'n nuwe wyse van gebou-tot-gebou vervoer instel, aangesien horisontale hysbakskagte in naburige geboue ingebou kan word. Net soos tradisionele hysbakke die uitvinding van hoë hoë geboue moontlik gemaak het, kan horisontale hysbakke ook die ontwikkeling van hoë en breë geboue aanspoor. Met ander woorde, enkele hoë geboue wat 'n hele stadsblok bedek, sal meer algemeen word aangesien horisontale hysbakke dit makliker sal maak om rondom hulle te beweeg.

Laastens sal die robotte en voorafvervaardigde boukomponente konstruksiekoste so laag laat daal dat argitekte veel meer kreatiewe speelruimte gegun sal word met hul ontwerpe van voorheen geldelike ontwikkelaars.

Sosiale impak van goedkoop behuising

Wanneer dit saam gebruik word, sal die innovasies wat hierbo beskryf word, die koste en die tyd wat nodig is om nuwe huise te bou aansienlik verminder. Maar soos altyd bring nuwe tegnologie beide positiewe en negatiewe newe-effekte.

Die negatiewe perspektief sien dat die oorvloed van nuwe behuising wat deur hierdie tegnologie moontlik gemaak word, die vraag-aanbod-wanbalans in die huismark vinnig sal regstel. Dit sal begin om huispryse oor die hele linie in die meeste stede te verlaag, wat huidige huiseienaars negatief beïnvloed wat afhanklik is van die stygende markwaarde van hul huise vir hul uiteindelike aftrede. (Om regverdig te wees, sal behuising in gewilde of hoë-inkomstedistrikte meer van hul waarde behou in vergelyking met die gemiddelde.)

Soos huisprysinflasie teen die middel van die 2030's begin platlyn, en dalk selfs deflateer, sal spekulatiewe huiseienaars hul surplus eiendomme massaal begin verkoop. Die onbedoelde effek van al hierdie individuele verkope sal die selfs skerper daling in huispryse wees, aangesien die algehele huismark vir die eerste keer in dekades 'n kopersmark sal word. Hierdie gebeurtenis sal 'n kortstondige resessie op streeks- of selfs wêreldvlak veroorsaak, waarvan die omvang nie op hierdie tydstip voorspel kan word nie.

Uiteindelik sal behuising uiteindelik so volop word teen die 2040's dat die mark daarvan gekommodiseer sal word. Om 'n huis te besit, sal nie meer die beleggingsaantrekkingskrag van vorige generasies afdwing nie. En met die komende bekendstelling van die Basiese Inkomste, beskryf in ons Toekoms van die werk reeks, sal maatskaplike voorkeure oorgaan na huur as om 'n huis te besit.

Nou, 'n positiewe perspektief is 'n bietjie meer voor die hand liggend. Jonger generasies wat uit die huismark geprys word, sal uiteindelik hul eie huise kan besit, wat hulle 'n nuwe vlak van onafhanklikheid op 'n vroeër ouderdom sal gee. Dakloosheid sal iets van daardie verlede word. En toekomstige vlugtelinge wat uit hul huise gedwing word weens oorlog of klimaatsverandering, sal met waardigheid gehuisves word.

Oor die algemeen voel Quantumrun dat die samelewingsvoordele van die positiewe perspektief swaarder weeg as die tydelike finansiële pyn van die negatiewe perspektief.

Ons Future of Cities-reeks begin nou eers. Lees die volgende hoofstukke hieronder.