Quantumrun

BILDA KREDITO: Quantumrun

Domaj prezoj kraŝas dum 3D-preso kaj maglevs revolucias konstruadon: Estonteco de Urboj P3

David Tal, Eldonisto, Futuristo
@DavidTalWrites
LinkedIn

mar, 09/15/2020 - 09:04

Unu el la plej grandaj vojbaroj por jarmiloj luktantaj por fariĝi plenkreskuloj estas la eksploda kosto de posedado de hejmo, precipe en la lokoj kie ili volas vivi: urboj.

Ekde 2016, en mia hejmurbo Toronto, Kanado, la meza prezo por nova domo estas nun pli ol unu miliono da dolaroj; dume, la averaĝa prezo por plurdomo pliiĝas trans la marko de $500,000. Similaj glumarkoŝokoj estas sentataj de unuafojaj domaĉetantoj en urboj tra la mondo, kaŭzataj plejparte de ŝveliĝo de la terprezoj kaj la masiva urbiga kresko diskutita en unua parto de ĉi tiu serio Future of Cities.

Sed ni rigardu pli detale kial la prezoj de loĝejoj iras al bananoj kaj poste esploru la novajn teknologiojn, kiuj estas malkaraj por malpurigi loĝejojn fine de la 2030-aj jaroj.

Domprezinflacio kaj kial registaroj faras malmulton pri ĝi

Se temas pri la prezo de hejmoj, ne devas surprizi, ke la plimulto de la glumarkoŝoko venas de la valoro de la tero pli ol la reala loĝeja unuo. Kaj kiam temas pri la faktoroj, kiuj determinas tervaloron, loĝdenson, proksimecon al distro, servoj kaj agrablaĵoj, kaj la nivelo de ĉirkaŭa infrastrukturo rangas pli alta ol la plej multaj - faktoroj trovitaj ĉe pli altaj koncentriĝoj en urbaj, prefere ol kamparaj, komunumoj.

Sed eĉ pli granda faktoro movanta la valoron de tero estas la totala postulo pri loĝado ene de specifa areo. Kaj estas ĉi tiu postulo kiu kaŭzas nian loĝejan merkaton trovarmiĝi. Memoru, ke ĝis 2050, preskaŭ 70 procento de la mondo loĝos en urboj, 90 elcentoj en Nordameriko kaj Eŭropo. Homoj amasiĝas al urboj, al la urba vivstilo. Kaj ne nur grandaj familioj, sed ununuraj homoj kaj paroj sen infanoj ankaŭ ĉasas urbaj hejmoj, balonigante ĉi tiun loĝejan postulon des pli.

Kompreneble, nenio el ĉi tio estus problemo se urboj povus plenumi ĉi tiun kreskantan postulon. Bedaŭrinde, neniu urbo sur la Tero hodiaŭ konstruas sufiĉe da novaj loĝejoj sufiĉe rapide por fari tion, tiel kaŭzante ke la bazaj mekanismoj de provizo kaj postulekonomio nutras la jardek-longan kreskon de loĝprezoj.

Kompreneble, homoj—voĉdonantoj—ne tre ŝatas esti nekapablaj pagi hejmojn. Jen kial registaroj tutmonde respondis per diversaj subvencioskemoj por helpi malaltsalajrajn homojn certigi pruntojn (ejm, 2008-9) aŭ akiri gravajn impostrabatojn aĉetante sian unuan hejmon. La pensado diras, ke homoj aĉetus hejmojn se nur ili havus la monon aŭ povus esti aprobitaj por pruntoj por aĉeti menciitajn hejmojn.

Ĉi tio estas BS.

Denove, la kialo de ĉio ĉi freneza kresko en loĝprezoj estas la manko de hejmoj (provizo) kompare kun la nombro da homoj kiuj volas aĉeti ilin (postulo). Doni al homoj aliron al pruntoj ne traktas ĉi tiun suban realon.

Pensu pri tio: Se ĉiuj akiras aliron al duonmilionaj dolaraj hipotekaj pruntoj kaj poste konkuras por la sama nombro da limigitaj hejmoj, ĉio, kio faros, estas kaŭzi ofertmiliton por la malmultaj hejmoj disponeblaj por aĉeti. Tial etaj hejmoj en la urbokerno de urboj povas tiri 50 ĝis 200 procentojn super sia postula prezo.

Registaroj scias ĉi tion. Sed ili ankaŭ scias, ke la pli granda procento de balotantoj, kiuj posedas hejmojn, preferas vidi siajn hejmojn altiĝi en valoro jaro post jaro. Ĉi tio estas granda kialo, kial registaroj ne enverŝas la miliardojn, kiujn nia loĝmerkato bezonas por konstrui vastajn nombrojn da publikaj loĝejoj por kaj kontentigi loĝejan postulon kaj ĉesigi la inflacion de la loĝprezo.

Dume, se temas pri la privata sektoro, ili estus pli ol feliĉaj renkonti ĉi tiun loĝejan postulon kun novaj loĝejoj kaj plurdomaj evoluoj, sed nunaj mankoj en konstrulaboro kaj limigoj en konstruteknologioj faras tion malrapida procezo.

Konsiderante ĉi tiun nunan staton de aferoj, ĉu ekzistas espero por la burĝona jarmilo, kiu serĉas translokiĝi el la kelo de siaj gepatroj antaŭ ol ili eniros siajn 30-jarojn?

La Legoigo de konstruado

Feliĉe, estas espero por jarmiloj aspirantaj fariĝi plenkreskuloj. Kelkaj novaj teknologioj, nun en la testa fazo, celas malaltigi la koston, plibonigi la kvaliton kaj redukti la tempodaŭron necesan por konstrui novajn hejmojn. Post kiam ĉi tiuj novigoj fariĝos la normo pri konstruindustrio, ili konsiderinde pliigos la ĉiujaran nombron da novaj loĝejaj evoluoj, tiel ebenigante la provizo-postulan malekvilibron de la loĝeja merkato kaj espereble faros hejmojn pageblaj denove por la unua fojo en jardekoj.

('Fine! Ĉu mi pravas?' diras la sub-35-a homamaso. Pli maljunaj legantoj nun povas pridubi sian decidon bazi sian emeritiĝplanon sur siaj nemoveblaĵoj. Ni tuŝos ĉi tion poste.)

Ni komencu ĉi tiun superrigardon per la uzo de tri relative novaj teknologioj, kiuj celas transformi la hodiaŭan konstruprocezon en gigantan Lego-konstruaĵon.

Prefabrikitaj konstruaj komponantoj. Ĉina programisto konstruis 57-etaĝan konstruaĵon en 19-tagoj. Kiel? Per la uzo de prefabrikitaj konstruaj komponantoj. Rigardu ĉi tiun temp-rapidan filmeton pri la konstruprocezo:

Antaŭ-izolitaj muroj, antaŭ-kunmetitaj HVAC (klimatizilo) sistemoj, antaŭ-finitaj tegmentoj, tutaj ŝtalkonstruaĵframoj - la movado al uzado de antaŭfabrikitaj konstruaj komponentoj rapide disvastiĝas tra la konstruindustrio. Kaj surbaze de la ĉi-supra ekzemplo, ĝi ne devus esti mistero kial. Uzado de prefabrikitaj konstruaj komponantoj mallongigas konstrutempon kaj malaltigas kostojn.

Prefabrikitaj komponantoj ankaŭ estas ekologiemaj, ĉar ili reduktas materialan malŝparon, kaj ili reduktas la nombron de liveraj vojaĝoj al la konstruejo. Alivorte, anstataŭ transporti krudaĵojn kaj bazajn provizojn al la konstruejo por konstrui strukturon de nulo, la plej granda parto de la strukturo estas antaŭkonstruita en centralizita fabriko, tiam ekspedita al la konstruejo por simple esti kunmetita.

3D presitaj prefabrikitaj konstruaj komponantoj. Ni diskutos pri 3D-presiloj multe pli detale poste, sed ilia unua uzo en loĝkonstruado estos en la produktado de prefabrikitaj konstruaj komponantoj. Specife, la kapablo de 3D-printiloj konstrui objektojn tavolo post tavolo signifas, ke ili povas plu redukti la kvanton de rubo implikita en la produktado de konstrukomponentoj.

3D-printiloj povas produkti konstrukomponentojn kun enkonstruitaj akvokonduktiloj por akvotubaro, elektraj dratoj, HVAC-kanaloj kaj izolado. Ili eĉ povas presi tutajn prefabrikitajn murojn kun pretaj kupeoj por instali diversajn elektronikojn (ekz. laŭtparolilojn) kaj aparatojn (ekz. mikroondojn), surbaze de specifaj klientpetoj.

Robotaj konstrulaboristoj. Ĉar pli kaj pli da konstruaj komponantoj iĝas antaŭfabrikitaj kaj normigitaj, ĉiam pli praktikiĝos impliki robotojn en la konstruprocezon. Konsideru ĉi tion: Robotoj jam respondecas pri muntado de la vasta plimulto de niaj aŭtoj — multekostaj, komplikaj maŝinoj, kiuj postulas precizecan muntadon. Ĉi tiuj samaj asembleaj robotoj povas kaj baldaŭ estos uzitaj por konstrui kaj presi prefabrikitajn komponantojn amase. Kaj post kiam ĉi tio fariĝos la industria normo, konstruprezoj komencos malpliiĝi konsiderinde. Sed ĝi ne ĉesos tie.

Ni jam havas robotaj masonistoj (Vidu sube). Baldaŭ, ni vidos diversajn specialigitajn robotojn laborantajn kune kun homaj konstrulaboristoj por kunmeti grandajn prefabrikitajn konstruajn komponentojn surloke. Ĉi tio ambaŭ pliigos la rapidecon de konstruado, kaj ankaŭ reduktos la totalan nombron de komercistoj bezonataj sur konstruejo.

La pliiĝo de konstruskalaj 3D-presiloj

La plej multaj turkonstruaĵoj hodiaŭ estas konstruitaj uzante procezon nomitan kontinua formado, kie ĉiu nivelo estas konstruita kuracante verŝitan betonon ene de formado de tabuloj. 3D presado portos tiun procezon al la sekva nivelo.

3D-presado estas aldona fabrikado, kiu prenas komputilajn modelojn kaj konstruas ilin en presmaŝino tavolo post tavolo. Nuntempe, la plej multaj 3D-printiloj estas uzataj de kompanioj por konstrui kompleksajn plastajn modelojn (ekz. ventotunelmodelojn en la aerspaca industrio), prototipojn (ekz. por plastaj konsumvaroj), kaj komponantojn (ekz. kompleksajn partojn en aŭtomobiloj). Pli malgrandaj konsumantaj modeloj ankaŭ populariĝis por la produktado de diversaj plastaj aparatoj kaj artaĵoj. Rigardu ĉi tiun mallongan videon sube:

Tamen tiom multflankaj kiel ĉi tiuj 3D-presiloj pruvis sin, la venontaj kvin ĝis 10 jaroj vidos ilin disvolvi sufiĉe pli altnivelajn kapablojn, kiuj havos grandegan efikon al la konstruindustrio. Por komenci, anstataŭ uzi plastojn por presi materialojn, konstruskalaj 3D-presiloj (presiloj kiuj estas du-ĝis-kvar etaĝoj altaj kaj larĝaj, kaj kreskantaj) uzos cementan morteron por konstrui vivgrandajn hejmojn tavolo post tavolo. La mallonga video malsupre prezentas ĉinfaritan 3D-presilan prototipon, kiu konstruis dek domojn en 24 horoj:

Dum ĉi tiu teknologio maturiĝos, masivaj 3D-printiloj presas komplekse desegnitajn loĝejojn kaj eĉ tutajn altajn konstruaĵojn aŭ en partoj (memoru la 3D presitajn, prefabrikitajn konstruaĵkomponentojn priskribitajn antaŭe) aŭ tute, surloke. Iuj spertuloj antaŭdiras, ke ĉi tiuj gigantaj 3D-presiloj povus esti provizore instalitaj ene de kreskantaj komunumoj, kie ili estus uzataj por konstrui la domojn, komunumajn domojn kaj aliajn agrablaĵojn ĉirkaŭ ili.

Ĝenerale, estas kvar ĉefaj avantaĝoj, kiujn ĉi tiuj estontaj 3D-printiloj enkondukos al la konstruindustrio:

Kombinante materialojn. Hodiaŭ, plej multaj 3D-presiloj povas presi nur unu materialon samtempe. Fakuloj prognozas, ke ĉi tiuj konstru-skalaj 3D-presiloj povos presi plurajn materialojn samtempe. Ĉi tio povas inkluzivi plifortigi plastojn per grafenaj vitrofibroj por presi konstruaĵojn aŭ konstrui komponantojn, kiuj estas malpezaj, korodo-rezistemaj kaj nekredeble fortaj, kaj ankaŭ presi plastojn kune kun metaloj por presi vere unikajn strukturojn.

Materiala forto. Simile, povi presi pli multfacetajn materialojn permesos al ĉi tiuj 3D-presiloj konstrui betonajn murojn sufiĉe pli fortajn ol la plej multaj nunaj formoj de konstruado. Por referenco, konvencia betono povas elteni kunpreman streson de 7,000 funtoj je kvadratcolo (psi), kun ĝis 14,500 estante konsiderita alta fortbetono. Frua prototipa 3D presilo de Kontura Kreado povis presi betonajn murojn je impona 10,000 psio.

Pli malmultekosta kaj malpli malŝparema. Unu el la plej grandaj avantaĝoj de 3D printado estas, ke ĝi permesas al programistoj konsiderinde tranĉi la kvanton da rubo implikita kun la konstruprocezo. Ekzemple, nunaj konstruprocezoj implikas aĉeti krudaĵojn kaj normigitajn partojn kaj tiam eltranĉi kaj kunmeti la pretajn konstrukomponentojn. La troaj materialoj kaj pecetoj tradicie estis parto de la kosto de komercado. Dume, 3D-presado permesas al programistoj presi finitajn konstruajn komponentojn tute laŭ specifoj sen malŝpari guton da betono en la procezo.

Iuj spertuloj antaŭdiri, ke ĉi tio povus tranĉi konstrukostojn ĝis 30 ĝis 40 procentoj. Programistoj ankaŭ trovos ŝparaĵojn en reduktitaj materialaj transportkostoj kaj en la redukto de totala homa laboro necesa por konstrui strukturojn.

Produktada rapideco. Fine, kiel antaŭe menciite de la ĉina inventinto, kies 3D-presilo konstruis dek domojn en 24 horoj, ĉi tiuj presiloj povas konsiderinde redukti la tempon necesan por konstrui novajn strukturojn. Kaj simile al la supra punkto, ajna redukto de konstrua tempo signifos signifajn kostajn ŝparadojn por iu ajn konstruprojekto.

Willy Wonky-liftoj helpas konstruaĵojn atingi novajn altaĵojn

Kiel pionira kiel fariĝos ĉi tiuj konstru-skalaj 3D-presiloj, ili ne estas la nura pionira novigado por skui la konstruindustrion. La venonta jardeko vidos la enkondukon de nova lifta teknologio, kiu permesos al konstruaĵoj stari pli altaj kaj kun multe pli kompleksaj formoj.

Konsideru ĉi tion: Averaĝe, konvenciaj ŝtalŝnurliftoj (tiuj kiuj povas porti 24 pasaĝerojn) povas pezi ĝis 27,000 kilogramojn kaj konsumi 130,000 kWh jare. Ĉi tiuj estas pezaj maŝinoj, kiuj bezonas labori 24/7 por alĝustigi la ses liftajn vojaĝojn tage, kiujn uzas averaĝa homo. Kiom ajn ni povus plendi kiam ajn la lifto de nia konstruaĵo foje iras sur la frizon, estas efektive mirinde, ke ili ne malfunkcias pli ofte ol ili.

Por trakti la postulema laborkvanto, ĉi tiuj liftoj luktas per sia ĉiutaga laboro, kompanioj, kiel Koné, evoluigis novajn, ultra-malpezajn liftajn kablojn, kiuj duobligas liftan vivdaŭron, reduktas frotadon je 60 procentoj kaj energikonsumon je 15 procentoj. Novigoj kiel ĉi tiuj permesos al liftoj leviĝi ĝis 1,000 metroj (unu kilometro), duoble kio estas ebla hodiaŭ. Ĝi ankaŭ permesos al arkitektoj desegni ĉiam pli altajn estontajn konstruaĵojn.

Sed eĉ pli impona estas la nova liftodezajno de la germana kompanio ThyssenKrupp. Ilia lifto tute ne uzas kablojn. Anstataŭe, ili uzas magnetan levitacion (maglev) por gliti siajn liftokabanojn supren aŭ malsupren, simile al la levitaj altrapidaj trajnoj de Japanio. Ĉi tiu novigo permesas kelkajn ekscitajn avantaĝojn, kiel ekzemple:

Ne plu altlimigoj sur konstruaĵoj—ni povas komenci konstrui konstruaĵojn ĉe sciencfikciaj altecoj;
Pli rapida servo ĉar maglev-liftoj produktas neniun frikcion kaj havas multe malpli moviĝantajn partojn;
Liftkabanoj kiuj povas moviĝi horizontale, same kiel vertikale, Willy Wonka-stila;
La kapablo ligi du apudajn liftoŝaftojn permesante al liftokabano rajdi supren laŭ la maldekstra ŝafto, translokiĝi inte al la dekstra ŝafto, vojaĝi laŭ la dekstra ŝafto, kaj translokiĝi reen al la maldekstra ŝafto por komenci la venontan rotacion;
La kapablo por multoblaj kajutoj (dekduoj en turdomoj) vojaĝi ĉirkaŭe en ĉi tiu rotacio kune, pliigante liftan transportkapaciton je almenaŭ 50 procentoj, dum ankaŭ reduktante liftajn atendtempojn al malpli ol 30 sekundoj.

Rigardu la mallongan videon de ThyssenKrupp sube por ilustraĵo de ĉi tiuj maglev-liftoj en ago:

Arkitekturo en la estonteco

Robotaj konstrulaboristoj, 3D presitaj konstruaĵoj, liftoj kiuj povas vojaĝi horizontale - antaŭ la malfruaj 2030-aj jaroj, ĉi tiuj novigoj malkonstruos preskaŭ ĉiujn teknikajn vojbarojn nuntempe limigantajn imagojn de arkitektoj. 3D-presiloj permesos la konstruadon de konstruaĵoj kun neaŭdita geometria komplekseco. Dezajnaj tendencoj fariĝos pli liberaj kaj organikaj. Novaj formoj kaj novaj kombinaĵoj de materialoj permesos tute novan postmodernan konstruaĵestetikon aperi antaŭ la fruaj 2030-aj jaroj.

Dume, novaj maglev-liftoj forigos ĉiujn alteclimojn, same kiel enkondukos novan reĝimon de konstruaĵ-al-konstruaĵtransportado, ĉar horizontalaj liftoŝaktoj povas esti konstruitaj en najbarajn konstruaĵojn. Same, same kiel tradiciaj liftoj permesis la inventon de altegaj turdomoj, horizontalaj liftoj ankaŭ povis instigi la evoluon de altaj kaj larĝaj konstruaĵoj. Alivorte, ununuraj altkonstruaĵoj kiuj kovras tutan urbodomon fariĝos pli oftaj ĉar horizontalaj liftoj faciligos moviĝi ĉirkaŭ ili.

Fine, la robotoj kaj prefabrikitaj konstruaj komponantoj malaltigos konstrukostojn tiel malalte, ke arkitektoj havos multe pli kreivan liberecon kun siaj dezajnoj de antaŭe pencaj programistoj.

Socia efiko de malmultekosta loĝejo

Se uzataj kune, la novigoj priskribitaj supre konsiderinde reduktos la koston kaj la tempon necesan por konstrui novajn hejmojn. Sed kiel ĉiam, novaj teknologioj alportas kaj pozitivajn kaj negativajn kromefikojn.

La negativa perspektivo vidas, ke la satigo de novaj loĝejoj ebligita de ĉi tiuj teknologioj rapide korektos la provizo-postulon malekvilibron en la loĝeja merkato. Ĉi tio komencos malaltigi loĝajn prezojn en la plej multaj urboj, negative influante nunajn domposedantojn, kiuj dependas de la altiĝanta merkata valoro de siaj hejmoj por sia eventuala emeritiĝo. (Por esti justa, loĝado en popularaj aŭ alt-enspezaj distriktoj retenos pli da ilia valoro kompare kun la meznombro.)

Ĉar loĝprezinflacio komencas ebenigi meze de la 2030-aj jaroj, kaj eble eĉ malŝveliĝi, spekulaj domposedantoj komencos vendi siajn troajn bienojn amase. La neintencita efiko de ĉiuj ĉi tiuj individuaj vendoj estos la eĉ pli akra malkresko de la prezoj de loĝejoj, ĉar la ĝenerala doma merkato fariĝos aĉetantomerkato por la unua fojo en jardekoj. Ĉi tiu evento kaŭzos momentan recesion je la regiona aŭ eĉ la tutmonda nivelo, kies amplekso ne povas esti antaŭvidita nuntempe.

Finfine, loĝado eventuale fariĝos tiom abunda de la 2040-aj jaroj, ke ĝia merkato fariĝos komercigita. Posedi hejmon ne plu regos la investan allogon de pasintaj generacioj. Kaj kun la venonta enkonduko de la Baza Enspezo, priskribita en nia Estonteco de Laboro serioj, sociaj preferoj transiros al luado ol posedi hejmon.

Nun, pozitiva perspektivo estas iom pli evidenta. Pli junaj generacioj prezigitaj el la loĝmerkato finfine povos posedi siajn proprajn hejmojn, permesante al ili novan nivelon de sendependeco en pli frua aĝo. Senhejmeco fariĝos aĵo de tiu pasinteco. Kaj estontaj rifuĝintoj devigitaj el siaj hejmoj pro milito aŭ klimata ŝanĝo estos loĝigitaj digne.

Entute, Quantumrun sentas, ke la sociaj avantaĝoj de la pozitiva perspektivo superas la provizoran financan doloron de la negativa perspektivo.

Nia serio Future of Cities nur komenciĝas. Legu la sekvajn ĉapitrojn sube.