Quantumrun

BILLEDKREDIT: Quantumrun

Boligpriserne styrter, da 3D-print og maglevs revolutionerer byggeriet: Future of Cities P3

David Tal, udgiver, fremtidsforsker
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tue, 09 / 15 / 2020 - 09: 04

En af de største vejspærringer for millennials, der kæmper for at blive voksne, er de eksploderende omkostninger ved at eje et hjem, især de steder, hvor de ønsker at bo: byer.

Fra 2016, i min hjemby Toronto, Canada, er gennemsnitsprisen for et nyt hus nu over en million dollars; i mellemtiden er gennemsnitsprisen for en ejerlejlighed tæt på $500,000. Lignende mærkatchok mærkes af førstegangskøbere af boliger i byer over hele verden, for en stor del drevet af stigende jordpriser og den massive urbaniseringsstigning, der diskuteres i del et af denne Future of Cities-serie.

Men lad os se nærmere på, hvorfor boligpriserne går bananas, og så udforske de nye teknologier, der skal gøre boligsnavs billigt i slutningen af 2030'erne.

Boligprisinflationen og hvorfor regeringerne gør lidt ved det

Når det kommer til prisen på boliger, bør det ikke komme som en overraskelse, at størstedelen af mærkatchokket kommer fra værdien af grunden mere end den faktiske boligenhed. Og når det kommer til de faktorer, der bestemmer jordværdien, rangerer befolkningstæthed, nærhed til underholdning, tjenester og faciliteter og niveauet af omgivende infrastruktur højere end de fleste - faktorer, der findes i højere koncentrationer i bysamfund, snarere end landdistrikter.

Men en endnu større faktor, der driver værdien af jord, er den samlede efterspørgsel efter boliger inden for et specifikt område. Og det er denne efterspørgsel, der får vores boligmarked til at overophedes. Husk på, at i 2050 næsten 70 procent af verden vil bo i byer, 90 procent i Nordamerika og Europa. Folk strømmer til byer, til den urbane livsstil. Og ikke kun store familier, men enlige og par uden børn er også på jagt efter byboliger, hvilket øger denne boligefterspørgsel endnu mere.

Selvfølgelig ville intet af dette være et problem, hvis byer var i stand til at imødekomme denne voksende efterspørgsel. Desværre er der ingen by på Jorden, der i dag bygger nok nye boliger hurtigt nok til at gøre det, og derved får de grundlæggende mekanismer for udbuds- og efterspørgselsøkonomi til at give næring til den årtier lange vækst i boligpriserne.

Selvfølgelig kan folk – vælgere – ikke så godt lide at have råd til boliger. Det er grunden til, at regeringer over hele verden har reageret med en række tilskudsordninger for at hjælpe folk med lavere indkomst med at sikre sig lån (ahem, 2008-9) eller få store skattelettelser, når de køber deres første bolig. Tankegangen går, at folk ville købe boliger, hvis bare de havde pengene eller kunne blive godkendt til lån til at købe de nævnte boliger.

Dette er BS.

Igen, grunden til al denne vanvittige vækst i boligpriserne er mangel på boliger (udbud) sammenlignet med antallet af mennesker, der ønsker at købe dem (efterspørgsel). At give folk adgang til lån adresserer ikke denne underliggende virkelighed.

Tænk over det: Hvis alle får adgang til realkreditlån på en halv million dollars og derefter konkurrerer om det samme antal begrænsede boliger, vil det blot forårsage en budkrig for de få boliger, der kan købes. Dette er grunden til, at små huse i bykernens centrum kan trække ind 50 til 200 procent over deres prisforlangende.

Det ved regeringerne. Men de ved også, at den større procentdel af vælgere, der ejer boliger, foretrækker at se deres hjem stige i værdi år for år. Dette er en stor grund til, at regeringer ikke indskyder de milliarder, vores boligmarked har brug for for at bygge et stort antal almene boligenheder for både at tilfredsstille boligefterspørgslen og stoppe inflationen i boligpriserne.

I mellemtiden, når det kommer til den private sektor, ville de være mere end glade for at imødekomme denne boligefterspørgsel med nye boliger og ejerlejligheder, men den nuværende mangel på byggearbejdskraft og begrænsninger i byggeteknologier gør dette til en langsom proces.

Givet denne nuværende situation, er der håb for den spirende tusindårige, der ønsker at flytte ud af deres forældres kælder, før de kommer i 30'erne?

Legoiseringen af byggeriet

Heldigvis er der håb for millennials, der ønsker at blive voksne. En række nye teknologier, der nu er i testfasen, sigter mod at nedbringe omkostningerne, forbedre kvaliteten og reducere den tid, det tager at bygge nye boliger. Når først disse innovationer bliver byggebranchens standard, vil de øge det årlige antal nye boligbyggerier væsentligt, og derved udjævne boligmarkedets udbuds-efterspørgselsubalance og forhåbentlig gøre boliger overkommelige igen for første gang i årtier.

('Endelig! Har jeg ret?' siger publikum under 35 år. Ældre læsere sætter nu spørgsmålstegn ved deres beslutning om at basere deres pensionsordning på deres ejendomsinvesteringer. Vi vil komme ind på dette senere.)

Lad os begynde denne oversigt med brugen af tre relativt nye teknologier, der har til formål at transformere nutidens byggeproces til en gigantisk Lego-bygning.

Præfabrikerede bygningsdele. En kinesisk udvikler byggede en 57-etagers bygning i 19 dage. Hvordan? Gennem brug af præfabrikerede bygningsdele. Se denne time-lapse video af byggeprocessen:

Præisolerede vægge, færdigmonterede HVAC-systemer (klimaanlæg), færdige tagdækninger, hele stålbygningsrammer – bevægelsen mod at bruge præfabrikerede bygningskomponenter breder sig hurtigt i hele byggebranchen. Og baseret på det kinesiske eksempel ovenfor, burde det ikke være et mysterium hvorfor. Brug af præfabrikerede byggekomponenter forkorter byggetiden og sænker omkostningerne.

Præfabrikerede komponenter er desuden miljøvenlige, da de reducerer materialespild, og de reducerer antallet af leveringsture til byggepladsen. Med andre ord, i stedet for at transportere råmaterialer og grundlæggende forsyninger til byggepladsen for at bygge en struktur fra bunden, er det meste af strukturen præbygget i en centraliseret fabrik, og derefter sendt til byggepladsen for blot at blive samlet sammen.

3D-printede præfabrikerede bygningsdele. Vi vil diskutere 3D-printere langt mere detaljeret senere, men deres første anvendelse i boligbyggeri vil være i produktionen af præfabrikerede bygningskomponenter. Specifikt betyder 3D-printers evne til at bygge objekter lag for lag, at de yderligere kan reducere mængden af affald involveret i produktionen af bygningskomponenter.

3D-printere kan producere bygningskomponenter med indbyggede rør til VVS, elektriske ledninger, HVAC-kanaler og isolering. De kan endda printe hele præfabrikerede vægge med færdiglavede rum til at installere diverse elektronik (f.eks. højttalere) og apparater (f.eks. mikrobølgeovne), baseret på specifikke kundeønsker.

Robot byggearbejdere. Efterhånden som flere og flere bygningskomponenter bliver præfabrikerede og standardiserede, bliver det stadig mere praktisk at inddrage robotter i byggeprocessen. Overvej dette: Robotter er allerede ansvarlige for at samle langt de fleste af vores biler - dyre, komplicerede maskiner, der kræver præcisionsmontering. Disse samme samlebåndsrobotter kan og vil snart blive brugt til at bygge og printe præfabrikerede komponenter i massevis. Og når først dette bliver industristandarden, vil byggepriserne begynde at falde betragteligt. Men det stopper ikke der.

Vi har allerede robot murere (se nedenunder). Snart vil vi se en række specialiserede robotter arbejde sammen med menneskelige bygningsarbejdere for at samle store præfabrikerede bygningskomponenter på stedet. Dette vil både øge byggehastigheden, samt reducere det samlede antal håndværkere, der er nødvendige på en byggeplads.

Fremkomsten af 3D-printere i byggeskala

De fleste tårnbygninger i dag er bygget ved hjælp af en proces kaldet kontinuerlig formning, hvor hvert niveau er konstrueret ved at hærde hældt beton inde i formningsbrædder. 3D-print vil tage denne proces til næste niveau.

3D-print er en additiv fremstillingsproces, der tager computergenererede modeller og bygger dem i en printmaskine lag for lag. I øjeblikket bruges de fleste 3D-printere af virksomheder til at bygge komplekse plastikmodeller (f.eks. vindtunnelmodeller i luft- og rumfartsindustrien), prototyper (f.eks. til plastikforbrugsvarer) og komponenter (f.eks. komplekse dele i biler). Mindre forbrugermodeller er også blevet populært til produktion af en række plastik gadgets og kunstværker. Se denne korte video herunder:

Men så alsidige som disse 3D-printere har vist sig at være, vil de de næste fem til 10 år se dem udvikle væsentligt mere avancerede evner, som vil have en enorm indflydelse på byggebranchen. Til at starte med, i stedet for at bruge plastik til at udskrive materialer, vil byggeskala 3D-printere (printere, der er to-til-fire etager høje og brede og vokser) bruge cementmørtel til at bygge huse i naturlig størrelse lag for lag. Den korte video nedenfor præsenterer en kinesisk fremstillet 3D-printerprototype, der byggede ti huse på 24 timer:

Efterhånden som denne teknologi modnes, vil massive 3D-printere udskrive kunstfærdigt designede boliger og endda hele højhuse enten i dele (husk de 3D-printede, præfabrikerede bygningskomponenter beskrevet tidligere) eller i deres helhed på stedet. Nogle eksperter forudser, at disse gigantiske 3D-printere midlertidigt kan sættes op i voksende samfund, hvor de vil blive brugt til at bygge huse, samfundscentre og andre faciliteter omkring dem.

Overordnet set er der fire vigtige fordele, som disse fremtidige 3D-printere vil introducere til byggebranchen:

At kombinere materialer. I dag er de fleste 3D-printere kun i stand til at printe ét materiale ad gangen. Eksperter forudser, at disse 3D-printere i byggeskala vil være i stand til at udskrive flere materialer på én gang. Dette kan omfatte forstærkning af plast med grafenglasfibre til at printe bygninger eller bygningskomponenter, der er lette, korrosionsbestandige og utroligt stærke, samt udskrivning af plastik sammen med metaller for at printe helt unikke strukturer.

Materiale styrke. På samme måde vil det at kunne udskrive mere alsidige materialer give disse 3D-printere mulighed for at bygge betonvægge, der er væsentligt stærkere end de fleste nuværende former for konstruktion. Til reference kan konventionel beton bære en trykspænding på 7,000 pund per kvadrattomme (psi), hvor op til 14,500 betragtes som højstyrkebeton. En tidlig prototype 3D-printer af Konturfremstilling var i stand til at printe betonvægge med en imponerende 10,000 psi.

Billigere og mindre spild. En af 3D-prints største fordele er, at det giver udviklere mulighed for at reducere mængden af affald, der er involveret i byggeprocessen. For eksempel går de nuværende byggeprocesser ud på at indkøbe råvarer og standardiserede dele og derefter udskære og samle de færdige bygningsdele. De overskydende materialer og rester har traditionelt været en del af omkostningerne ved at drive forretning. I mellemtiden giver 3D-print udviklere mulighed for at printe færdige bygningskomponenter helt efter specifikationer uden at spilde en dråbe beton i processen.

Nogle eksperter forudsige, at dette kan reducere byggeomkostningerne med så meget som 30 til 40 procent. Udviklere vil også finde omkostningsbesparelser i reducerede materialetransportomkostninger og i reduktion af den samlede menneskelige arbejdskraft, der er nødvendig for at bygge strukturer.

Produktionshastighed. Endelig, som tidligere nævnt af den kinesiske opfinder, hvis 3D-printer byggede ti huse på 24 timer, kan disse printere reducere den tid, der kræves for at bygge nye strukturer. Og i lighed med punktet ovenfor, vil enhver reduktion i byggetiden betyde betydelige omkostningsbesparelser for ethvert byggeprojekt.

Willy Wonky elevatorer hjælper bygninger med at nå nye højder

Lige så banebrydende disse 3D-printere i konstruktionsskala vil blive, er de ikke den eneste banebrydende innovation, der ryster op i byggebranchen. Det kommende årti vil se introduktionen af ny elevatorteknologi, der vil gøre det muligt for bygninger at stå højere og med langt mere kunstfærdige former.

Overvej dette: I gennemsnit kan konventionelle ståltovselevatorer (dem, der kan transportere 24 passagerer) veje op til 27,000 kg og forbruge 130,000 kWh om året. Det er tunge maskiner, der skal arbejde 24/7 for at kunne klare de seks elevatorture om dagen, den gennemsnitlige person bruger. Så meget som vi kan brokke os, når vores bygnings elevator lejlighedsvis går på fritz, er det faktisk forbløffende, at de ikke går ud af drift oftere, end de gør.

For at imødekomme den krævende arbejdsbyrde kæmper disse elevatorer sig igennem i deres daglige arbejde, virksomheder, som Kone, har udviklet nye, ultralette elevatorkabler, der fordobler elevatorens levetid, reducerer friktionen med 60 procent og energiforbruget med 15 procent. Innovationer som disse vil tillade elevatorer at stige op til 1,000 meter (en kilometer), det dobbelte af, hvad der er muligt i dag. Det vil også give arkitekter mulighed for at designe stadig højere fremtidige bygninger.

Men endnu mere imponerende er det nye elevatordesign af det tyske firma ThyssenKrupp. Deres elevator bruger overhovedet ikke kabler. I stedet bruger de magnetisk levitation (maglev) til at glide deres elevatorkabiner op eller ned, svarende til Japans svævende højhastighedstog. Denne innovation giver mulighed for nogle spændende fordele, såsom:

Ikke flere højdebegrænsninger på bygninger – vi kan begynde at opføre bygninger i sci-fi-højder;
Hurtigere service, da maglev-elevatorer ikke producerer friktion og har langt færre bevægelige dele;
Elevatorkabiner, der kan bevæge sig vandret såvel som lodret, Willy Wonka-stil;
Evnen til at forbinde to tilstødende elevatorskakte, hvilket tillader en elevatorkabine at køre op ad den venstre aksel, overføre over til højre aksel, køre ned ad højre aksel og overføre tilbage til venstre aksel for at begynde den næste rotation;
Muligheden for flere kabiner (snese i højhuse) til at rejse rundt i denne rotation sammen, hvilket øger elevatortransportkapaciteten med mindst 50 procent, samtidig med at elevatorens ventetider reduceres til mindre end 30 sekunder.

Se ThyssenKrupps korte video nedenfor for en illustration af disse maglev elevatorer i aktion:

Arkitektur i fremtiden

Robotbygningsarbejdere, 3D-printede bygninger, elevatorer, der kan bevæge sig vandret - i slutningen af 2030'erne vil disse innovationer rive stort set alle tekniske vejspærringer ned, der i øjeblikket begrænser arkitekters fantasi. 3D-printere vil tillade opførelse af bygninger med uhørt geometrisk kompleksitet. Designtrends bliver mere frie og organiske. Nye former og nye kombinationer af materialer vil gøre det muligt for helt ny postmoderne bygningsæstetik at dukke op i begyndelsen af 2030'erne.

I mellemtiden vil nye maglev-elevatorer fjerne alle højdebegrænsninger, samt introducere en ny form for bygning-til-bygning transport, da vandrette elevatorskakter kan indbygges i nabobygninger. Ligeledes, ligesom traditionelle elevatorer tillod opfindelsen af tårnhøje højhuse, kunne vandrette elevatorer også foranledige udviklingen af høje og brede bygninger. Med andre ord vil enkelte højhuse, der dækker en hel byblok, blive mere almindelige, da vandrette elevatorer vil gøre det lettere at flytte rundt på dem.

Endelig vil robotterne og præfabrikerede bygningskomponenter bringe byggeomkostningerne ned så lavt, at arkitekter vil få langt mere kreativt spillerum med deres designs fra tidligere snævre udviklere.

Sociale konsekvenser af billige boliger

Når de bruges sammen, vil de ovenfor beskrevne innovationer reducere omkostningerne og den tid, der er nødvendig for at bygge nye boliger. Men som altid giver nye teknologier både positive og negative bivirkninger.

Det negative perspektiv ser, at overfloden af nye boliger, som disse teknologier muliggør, hurtigt vil rette op på udbuds-efterspørgselsubalancen på boligmarkedet. Dette vil begynde at sænke boligpriserne over hele linjen i de fleste byer, hvilket vil have en negativ indvirkning på nuværende boligejere, som er afhængige af den stigende markedsværdi af deres boliger til deres eventuelle pensionering. (For at være retfærdig vil boliger i populære eller højindkomstdistrikter bevare mere af deres værdi sammenlignet med gennemsnittet.)

Efterhånden som boligprisinflationen begynder at falde ud i midten af 2030'erne, og måske endda tømmes, vil spekulative boligejere begynde at sælge deres overskudsejendomme i massevis. Den utilsigtede effekt af alle disse individuelle frasalg vil være det endnu kraftigere fald i boligpriserne, da det samlede boligmarked for første gang i årtier bliver et købermarked. Denne begivenhed vil forårsage en kortvarig recession på regionalt eller endda globalt plan, hvis omfang ikke kan forudsiges på nuværende tidspunkt.

I sidste ende vil boliger i sidste ende blive så rigelige i 2040'erne, at dets marked vil blive commoditized. At eje et hjem vil ikke længere være attraktivt for tidligere generationer. Og med den kommende introduktion af Grundindkomst, beskrevet i vores Fremtid for arbejde serie, vil samfundsmæssige præferencer gå over i retning af at leje end at eje en bolig.

Nu er et positivt perspektiv lidt mere indlysende. Yngre generationer, der er prissat ud af boligmarkedet, vil endelig være i stand til at eje deres eget hjem, hvilket giver dem et nyt niveau af uafhængighed i en tidligere alder. Hjemløshed vil blive en ting fra fortiden. Og fremtidige flygtninge, der tvinges ud af deres hjem fra krig eller klimaforandringer, vil blive indkvarteret med værdighed.

I det hele taget føler Quantumrun, at de samfundsmæssige fordele ved det positive perspektiv opvejer den midlertidige økonomiske smerte ved det negative perspektiv.

Vores Future of Cities-serie er kun lige begyndt. Læs de næste kapitler nedenfor.