Kwantumrun

BEELDKREDIET: Kwantumrun

Huizenprijzen crashen als 3D-printen en maglevs een revolutie teweegbrengen in de bouw: Future of Cities P3

David Tal, uitgever, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tue, 09 / 15 / 2020 - 09: 04

Een van de grootste obstakels voor millennials die worstelen om volwassen te worden, zijn de exploderende kosten van het bezitten van een huis, vooral op de plaatsen waar ze willen wonen: steden.

Vanaf 2016, in mijn thuisstad Toronto, Canada, is de gemiddelde prijs voor een nieuw huis nu Meer dan een miljoen dollar; ondertussen nadert de gemiddelde prijs voor een condominium de grens van $ 500,000. Soortgelijke sticker-schokken worden gevoeld door nieuwe huizenkopers in steden over de hele wereld, grotendeels gedreven door stijgende grondprijzen en de enorme verstedelijking die is besproken in deel een van deze serie Future of Cities.

Maar laten we eens nader bekijken waarom de huizenprijzen omhoog schieten en vervolgens de nieuwe technologieën onderzoeken die huizen tegen het einde van de jaren 2030 spotgoedkoop zullen maken.

Woningprijsinflatie en waarom overheden er weinig aan doen

Als het gaat om de prijs van huizen, zou het geen verrassing moeten zijn dat het grootste deel van de stickerschok meer afkomstig is van de waarde van het land dan van de daadwerkelijke wooneenheid. En als het gaat om de factoren die de grondwaarde bepalen, scoren de bevolkingsdichtheid, de nabijheid van entertainment, diensten en voorzieningen, en het niveau van de omliggende infrastructuur hoger dan de meeste - factoren die worden aangetroffen bij hogere concentraties in stedelijke, in plaats van landelijke gemeenschappen.

Maar een nog grotere factor die de waarde van grond bepaalt, is de algemene vraag naar woningen in een bepaald gebied. En het is deze vraag die ervoor zorgt dat onze huizenmarkt oververhit raakt. Houd er rekening mee dat tegen 2050 bijna 70 procent van de wereld zal in steden wonen, 90 procent in Noord-Amerika en Europa. Mensen trekken massaal naar steden, naar de stedelijke levensstijl. En niet alleen grote gezinnen, maar ook alleenstaanden en stellen zonder kinderen jagen op stedelijke woningen, waardoor de vraag naar woningen des te groter wordt.

Dit alles zou natuurlijk geen probleem zijn als steden aan deze groeiende vraag zouden kunnen voldoen. Helaas bouwt geen enkele stad op aarde tegenwoordig snel genoeg nieuwe woningen om dit te doen, waardoor de basismechanismen van vraag- en aanbodeconomie de decennialange groei van de huizenprijzen voeden.

Natuurlijk houden mensen - kiezers - er niet zo van om geen huizen te kunnen betalen. Dit is de reden waarom regeringen over de hele wereld hebben gereageerd met een verscheidenheid aan subsidieregelingen om mensen met een lager inkomen te helpen leningen te krijgen (ahem, 2008-9) of grote belastingvoordelen te krijgen bij de aankoop van hun eerste huis. De gedachte is dat mensen huizen zouden kopen als ze maar het geld hadden of konden worden goedgekeurd voor leningen om die huizen te kopen.

Dit is BS.

Nogmaals, de reden voor al deze waanzinnige stijging van de huizenprijzen is het gebrek aan woningen (aanbod) in vergelijking met het aantal mensen dat ze wil kopen (vraag). Door mensen toegang te geven tot leningen, wordt deze onderliggende realiteit niet aangepakt.

Denk er eens over na: als iedereen toegang krijgt tot hypotheken van een half miljoen dollar en vervolgens concurreert om hetzelfde aantal beperkte huizen, zal er alleen maar een biedingsoorlog ontstaan voor de weinige huizen die beschikbaar zijn om te kopen. Dit is de reden waarom kleine huizen in het centrum van steden 50 tot 200 procent boven hun vraagprijs kunnen halen.

Overheden weten dit. Maar ze weten ook dat het grotere percentage kiezers dat wel een eigen huis heeft, er de voorkeur aan geeft dat hun huis jaar op jaar in waarde stijgt. Dit is een belangrijke reden waarom regeringen niet de miljarden storten die onze huizenmarkt nodig heeft om enorme aantallen sociale woningen te bouwen om zowel aan de vraag naar woningen te voldoen als om een einde te maken aan de inflatie van de huizenprijzen.

Ondertussen, als het gaat om de particuliere sector, zouden ze graag aan deze vraag naar woningen voldoen met nieuwe woningen en condominiumontwikkelingen, maar de huidige tekorten aan bouwarbeiders en beperkingen in bouwtechnologieën maken dit een langzaam proces.

Is er, gezien deze huidige stand van zaken, hoop voor de ontluikende millennial die uit de kelder van hun ouders wil verhuizen voordat ze de dertig worden?

De Legoisering van de constructie

Gelukkig is er hoop voor millennials die volwassen willen worden. Een aantal nieuwe technologieën, die zich nu in de testfase bevinden, zijn gericht op het verlagen van de kosten, het verbeteren van de kwaliteit en het verkorten van de tijd die nodig is om nieuwe huizen te bouwen. Zodra deze innovaties de bouwstandaard worden, zullen ze het jaarlijkse aantal nieuwbouwwoningen aanzienlijk vergroten, waardoor de onbalans tussen vraag en aanbod op de woningmarkt wordt afgevlakt en huizen hopelijk voor het eerst in decennia weer betaalbaar worden.

('Eindelijk! Heb ik gelijk?', zegt het publiek onder de 35. Oudere lezers kunnen nu twijfelen aan hun beslissing om hun pensioenplan te baseren op hun vastgoedinvesteringen. We komen hier later op terug.)

Laten we dit overzicht beginnen met het gebruik van drie relatief nieuwe technologieën die tot doel hebben het huidige bouwproces om te zetten in een gigantische Lego-build.

Geprefabriceerde bouwdelen. Een Chinese ontwikkelaar bouwde een gebouw van 57 verdiepingen In 19 dagen. Hoe? Door het gebruik van geprefabriceerde bouwdelen. Bekijk deze time-lapse video van het bouwproces:

Voorgeïsoleerde wanden, voorgemonteerde HVAC-systemen (airconditioning), prefab dakbedekking, volledige stalen bouwframes - de beweging naar het gebruik van geprefabriceerde bouwcomponenten verspreidt zich snel in de bouwsector. En op basis van het Chinese voorbeeld hierboven, zou het geen mysterie moeten zijn waarom. Het gebruik van prefab bouwcomponenten verkort de bouwtijd en verlaagt de kosten.

Prefab componenten zijn ook milieuvriendelijk, omdat ze materiaalverspilling verminderen en het aantal leveringsritten naar de bouwplaats verminderen. Met andere woorden, in plaats van grondstoffen en basisbenodigdheden naar de bouwplaats te transporteren om vanaf het begin een structuur te bouwen, wordt het grootste deel van de structuur vooraf gebouwd in een gecentraliseerde fabriek en vervolgens naar de bouwplaats verscheept om eenvoudig in elkaar te worden gezet.

3D geprinte prefab bouwdelen. Over 3D-printers komen we later veel uitgebreider terug, maar hun eerste toepassing in de woningbouw zal zijn bij de productie van prefab bouwcomponenten. Met name het vermogen van 3D-printers om objecten laag voor laag te bouwen, betekent dat ze de hoeveelheid afval die gepaard gaat met de productie van bouwcomponenten verder kunnen verminderen.

3D-printers kunnen bouwcomponenten produceren met ingebouwde leidingen voor sanitair, elektrische draden, HVAC-kanalen en isolatie. Ze kunnen zelfs volledige prefab wanden bedrukken met kant-en-klare compartimenten om verschillende elektronica (bv. luidsprekers) en toestellen (bv. magnetrons) te installeren, op basis van specifieke klantwensen.

Robot bouwvakkers. Naarmate meer en meer bouwcomponenten geprefabriceerd en gestandaardiseerd worden, zal het steeds praktischer worden om robots bij het bouwproces te betrekken. Overweeg dit: Robots zijn al verantwoordelijk voor het assembleren van de overgrote meerderheid van onze auto's - dure, ingewikkelde machines die nauwkeurige assemblage vereisen. Diezelfde assemblagelijnrobots kunnen en zullen binnenkort worden ingezet om massaal prefabcomponenten te bouwen en te printen. En zodra dit de industriestandaard wordt, zullen de bouwprijzen aanzienlijk gaan dalen. Maar daar blijft het niet bij.

We hebben al robot metselaars (zie onder). Binnenkort zullen we een verscheidenheid aan gespecialiseerde robots zien samenwerken met menselijke bouwvakkers om grote prefab bouwcomponenten ter plaatse te assembleren. Dit zal zowel de bouwsnelheid verhogen als het totale aantal benodigde vakmensen op een bouwplaats verminderen.

De opkomst van 3D-printers op bouwschaal

De meeste torengebouwen worden tegenwoordig gebouwd met behulp van een proces dat continu vormen wordt genoemd, waarbij elk niveau wordt geconstrueerd door gegoten beton in vormplaten uit te harden. 3D-printen zal dat proces naar een hoger niveau tillen.

3D-printen is een additief productieproces waarbij computergegenereerde modellen laag voor laag in een printmachine worden gebouwd. Momenteel worden de meeste 3D-printers door bedrijven gebruikt om complexe plastic modellen (bijvoorbeeld windtunnelmodellen in de lucht- en ruimtevaartindustrie), prototypes (bijvoorbeeld voor plastic consumptiegoederen) en componenten (bijvoorbeeld complexe onderdelen in auto's) te bouwen. Kleinere consumentenmodellen zijn ook populair geworden voor de productie van een verscheidenheid aan plastic gadgets en kunstwerken. Bekijk deze korte video hieronder:

Maar hoe veelzijdig deze 3D-printers zich ook hebben bewezen, de komende vijf tot tien jaar zullen ze aanzienlijk geavanceerdere mogelijkheden ontwikkelen die een enorme impact zullen hebben op de bouwsector. Om te beginnen, in plaats van plastic te gebruiken om materialen te printen, zullen 10D-printers op bouwschaal (printers die twee tot vier verdiepingen hoog en breed zijn en groeien) cementmortel gebruiken om laag voor laag levensgrote huizen te bouwen. De korte video hieronder presenteert een in China gemaakt 3D-printerprototype dat tien huizen bouwde in 3 uur:

Naarmate deze technologie volwassen wordt, zullen enorme 3D-printers uitgebreid ontworpen woningen en zelfs hele hoogbouw in delen printen (denk aan de 3D-geprinte, prefab bouwcomponenten die eerder zijn beschreven) of volledig, ter plaatse. Sommige experts voorspellen dat deze gigantische 3D-printers tijdelijk kunnen worden opgesteld in groeiende gemeenschappen waar ze zouden worden gebruikt om de huizen, gemeenschapscentra en andere voorzieningen om hen heen te bouwen.

Over het algemeen zijn er vier belangrijke voordelen die deze toekomstige 3D-printers zullen introduceren in de bouwsector:

Materialen combineren. Tegenwoordig kunnen de meeste 3D-printers maar één materiaal tegelijk printen. Experts voorspellen dat deze 3D-printers op constructieschaal in staat zullen zijn om meerdere materialen tegelijk te printen. Dit kan het versterken van kunststoffen met grafeenglasvezels zijn om gebouwen of bouwcomponenten te printen die lichtgewicht, corrosiebestendig en ongelooflijk sterk zijn, evenals het printen van kunststoffen naast metalen om echt unieke structuren te printen.

Materiële sterkte. Op dezelfde manier kunnen deze 3D-printers, door meer veelzijdige materialen te printen, betonnen muren bouwen die aanzienlijk sterker zijn dan de meeste huidige vormen van constructie. Ter referentie: conventioneel beton kan een drukspanning van 7,000 pond per vierkante inch (psi) verdragen, waarbij tot 14,500 als beton met hoge sterkte worden beschouwd. Een vroege prototype 3D-printer van Contourbewerking was in staat om betonnen muren te printen met een indrukwekkende 10,000 psi.

Goedkoper en minder verspillend. Een van de grootste voordelen van 3D-printen is dat het ontwikkelaars in staat stelt om de hoeveelheid afval die bij het bouwproces komt kijken aanzienlijk te verminderen. Bij de huidige bouwprocessen gaat het bijvoorbeeld om het inkopen van grondstoffen en gestandaardiseerde onderdelen en het vervolgens uitsnijden en monteren van de afgewerkte bouwdelen. De overtollige materialen en restanten maakten van oudsher deel uit van de kosten van het zakendoen. Ondertussen stelt 3D-printen ontwikkelaars in staat om voltooide bouwcomponenten volledig volgens specificaties te printen zonder een druppel beton te verspillen in het proces.

Sommige deskundigen voorspellen dat dit de bouwkosten met maar liefst 30 tot 40 procent zou kunnen verlagen. Ontwikkelaars zullen ook kostenbesparingen vinden in lagere materiaaltransportkosten en in de vermindering van de totale menselijke arbeid die nodig is om constructies te bouwen.

Productie snelheid. Tot slot, zoals eerder vermeld door de Chinese uitvinder wiens 3D-printer tien huizen in 24 uur bouwde, kunnen deze printers de hoeveelheid tijd die nodig is om nieuwe structuren te bouwen aanzienlijk verkorten. En net als bij het bovenstaande punt, betekent elke vermindering van de bouwtijd aanzienlijke kostenbesparingen voor elk bouwproject.

Willy Wonky-liften helpen gebouwen nieuwe hoogten te bereiken

Hoe baanbrekend deze 3D-printers op bouwschaal ook zullen worden, ze zijn niet de enige baanbrekende innovaties die de bouwsector opschudden. Het komende decennium zal de introductie zijn van nieuwe lifttechnologie waarmee gebouwen hoger kunnen staan en met veel uitgebreidere vormen.

Overweeg dit: Gemiddeld kunnen conventionele staalkabelliften (die 24 passagiers kunnen vervoeren) tot 27,000 kilogram wegen en 130,000 kWh per jaar verbruiken. Dit zijn zware machines die 24/7 moeten werken om de zes liftritten per dag van de gemiddelde persoon te verwerken. Hoe vaak we ook klagen als de lift van ons gebouw af en toe kapot gaat, het is eigenlijk verbazingwekkend dat ze niet vaker buiten dienst gaan dan ze doen.

Om de veeleisende werklast aan te pakken waar deze liften doorheen worstelen in hun dagelijkse sleur, hebben bedrijven, zoals Kone, hebben nieuwe, ultralichte liftkabels ontwikkeld die de levensduur van de lift verdubbelen, wrijving met 60 procent verminderen en het energieverbruik met 15 procent verminderen. Met dergelijke innovaties kunnen liften tot 1,000 meter (één kilometer) stijgen, het dubbele van wat er vandaag mogelijk is. Het zal architecten ook in staat stellen om steeds hogere toekomstige gebouwen te ontwerpen.

Maar nog indrukwekkender is het nieuwe liftontwerp van het Duitse bedrijf ThyssenKrupp. Hun lift gebruikt helemaal geen kabels. In plaats daarvan gebruiken ze magnetische levitatie (maglev) om hun liftcabines omhoog of omlaag te laten glijden, vergelijkbaar met zwevende hogesnelheidstreinen in Japan. Deze innovatie biedt enkele opwindende voordelen, zoals:

Geen hoogtebeperkingen meer voor gebouwen - we kunnen beginnen met het bouwen van gebouwen op sci-fi-hoogten;
Snellere service omdat magneethefliften geen wrijving veroorzaken en veel minder bewegende delen hebben;
Liftcabines die zowel horizontaal als verticaal kunnen bewegen, in Willy Wonka-stijl;
De mogelijkheid om twee aangrenzende liftschachten met elkaar te verbinden, waardoor een liftcabine de linkerschacht kan oprijden, naar de rechterschacht kan overgaan, door de rechterschacht kan dalen en terug kan worden overgebracht naar de linkerschacht om de volgende rotatie te beginnen;
De mogelijkheid voor meerdere cabines (tientallen in hoogbouw) om samen in deze rotatie rond te reizen, waardoor de transportcapaciteit van de lift met minstens 50 procent wordt verhoogd, terwijl ook de wachttijden voor de lift worden teruggebracht tot minder dan 30 seconden.

Bekijk de korte video van ThyssenKrupp hieronder voor een illustratie van deze maglev-liften in actie:

Architectuur in de toekomst

Robotachtige bouwvakkers, 3D-geprinte gebouwen, liften die horizontaal kunnen reizen - tegen het einde van de jaren 2030 zullen deze innovaties vrijwel alle technische wegversperringen afbreken die momenteel de verbeeldingskracht van architecten beperken. Met 3D-printers kunnen gebouwen worden gebouwd met een ongekende geometrische complexiteit. Ontwerptrends zullen meer vrije en organische vormen aannemen. Nieuwe vormen en nieuwe combinaties van materialen zullen ervoor zorgen dat tegen het begin van de jaren 2030 een geheel nieuwe postmoderne bouwesthetiek ontstaat.

Ondertussen zullen nieuwe maglev-liften alle hoogtebeperkingen wegnemen en een nieuwe manier van gebouw-naar-gebouw transport introduceren, aangezien horizontale liftschachten in aangrenzende gebouwen kunnen worden ingebouwd. Evenzo, net zoals traditionele liften de uitvinding van torenhoge hoogbouw mogelijk maakten, zouden horizontale liften ook de ontwikkeling van hoge en brede gebouwen kunnen stimuleren. Met andere woorden, enkelvoudige hoogbouw die een heel stadsblok beslaat, zal vaker voorkomen, omdat horizontale liften het gemakkelijker maken om er omheen te bewegen.

Ten slotte zullen de robots en prefab-bouwcomponenten de bouwkosten zo laag brengen dat architecten veel meer creatieve speelruimte zullen krijgen met hun ontwerpen van ontwikkelaars die voorheen penny-knijpen.

Sociale impact van goedkope huisvesting

Wanneer ze samen worden gebruikt, zullen de hierboven beschreven innovaties de kosten en de tijd die nodig is om nieuwe huizen te bouwen aanzienlijk verminderen. Maar zoals altijd brengen nieuwe technologieën zowel positieve als negatieve bijwerkingen met zich mee.

Het negatieve perspectief ziet dat de overvloed aan nieuwe woningen die door deze technologieën mogelijk wordt gemaakt, de onbalans tussen vraag en aanbod op de woningmarkt snel zal corrigeren. Hierdoor zullen de huizenprijzen in de meeste steden over de hele linie dalen, wat een negatieve invloed zal hebben op de huidige huiseigenaren die voor hun uiteindelijke pensioen afhankelijk zijn van de stijgende marktwaarde van hun huizen. (Om eerlijk te zijn, woningen in populaire wijken of wijken met een hoog inkomen zullen meer van hun waarde behouden in vergelijking met het gemiddelde.)

Terwijl de inflatie van de huizenprijzen tegen het midden van de jaren twintig begint af te vlakken en misschien zelfs leegloopt, zullen speculatieve huiseigenaren hun overtollige eigendommen massaal gaan verkopen. Het onbedoelde effect van al deze individuele verkopen zal een nog scherpere daling van de huizenprijzen zijn, aangezien de totale huizenmarkt voor het eerst in decennia een kopersmarkt zal worden. Deze gebeurtenis zal een tijdelijke recessie veroorzaken op regionaal of zelfs mondiaal niveau, waarvan de omvang op dit moment niet kan worden voorspeld.

Uiteindelijk zal er in de jaren 2040 zo veel woningen zijn dat de markt een handelswaar zal worden. Het bezitten van een huis zal niet langer de investeringsaantrekkingskracht van voorbije generaties afdwingen. En met de komende introductie van de Basisinkomen, beschreven in onze Future of Work reeks, zullen maatschappelijke voorkeuren verschuiven naar huren dan naar het bezitten van een woning.

Nu ligt een positief perspectief iets meer voor de hand. Jongere generaties die uit de huizenmarkt zijn geprijsd, zullen eindelijk een eigen woning kunnen bezitten, waardoor ze op jongere leeftijd een nieuw niveau van zelfstandigheid krijgen. Dakloosheid zal tot het verleden behoren. En toekomstige vluchtelingen die door oorlog of klimaatverandering uit hun huizen zijn verdreven, zullen waardig worden gehuisvest.

Over het algemeen is Quantumrun van mening dat de maatschappelijke voordelen van het positieve perspectief opwegen tegen de tijdelijke financiële pijn van het negatieve perspectief.

Onze Future of Cities-serie is nog maar net begonnen. Lees de volgende hoofdstukken hieronder.