Quantumrun

BILDKREDIT: Quantumrun

Bostadspriserna kraschar när 3D-utskrift och maglevs revolutionerar konstruktionen: Future of Cities P3

David Tal, Förläggare, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tis, 09 / 15 / 2020 - 09: 04

En av de största vägspärrarna för millennials som kämpar för att bli vuxna är den exploderande kostnaden för att äga ett hem, särskilt på de platser där de vill bo: städer.

Från och med 2016, i min hemstad Toronto, Kanada, är det genomsnittliga priset för ett nytt hus nu över en miljon dollar; Samtidigt når det genomsnittliga priset för en bostadsrätt över 500,000 XNUMX USD. Liknande klistermärken chocker känns av förstagångsbostadsköpare i städer över hela världen, till stor del drivna av svallande markpriser och den massiva urbaniseringsvågen som diskuteras i del ett i denna Future of Cities-serie.

Men låt oss ta en närmare titt på varför bostadspriserna går bananas och sedan utforska den nya tekniken som kommer att göra bostäder billigt i slutet av 2030-talet.

Bostadsprisinflationen och varför regeringar gör lite åt det

När det kommer till priset på bostäder bör det inte komma som en överraskning att majoriteten av klistermärket kommer från värdet på marken mer än den faktiska bostaden. Och när det kommer till faktorerna som bestämmer markvärdet, befolkningstäthet, närhet till underhållning, tjänster och bekvämligheter och nivån på omgivande infrastruktur rankas högre än de flesta – faktorer som finns i högre koncentrationer i urbana, snarare än landsbygdssamhällen.

Men en ännu större faktor som driver markens värde är den totala efterfrågan på bostäder inom ett specifikt område. Och det är denna efterfrågan som får vår bostadsmarknad att överhettas. Tänk på att 2050, nästan 70 procent av världen kommer att bo i städer, 90 procent i Nordamerika och Europa. Människor strömmar till städer, till den urbana livsstilen. Och inte bara stora familjer, utan ensamstående och par utan barn jagar också efter stadshem, vilket ökar efterfrågan på bostäder desto mer.

Naturligtvis skulle inget av detta vara ett problem om städer kunde möta denna växande efterfrågan. Tyvärr bygger ingen stad på jorden idag tillräckligt med nya bostäder snabbt nog för att göra det, vilket får de grundläggande mekanismerna för utbuds- och efterfrågeekonomi att underblåsa den decennier långa ökningen av bostadspriserna.

Naturligtvis gillar människor – väljare – inte så mycket att de inte har råd med bostäder. Det är därför som regeringar runt om i världen har svarat med en mängd olika subventionssystem för att hjälpa låginkomsttagare säkra lån (ahem, 2008-9) eller få stora skattelättnader när de köper sin första bostad. Tanken är att folk skulle köpa bostäder om de bara hade pengarna eller kunde bli godkända för lån för att köpa nämnda bostäder.

Det här är BS.

Återigen, anledningen till all denna vansinniga ökning av bostadspriserna är bristen på bostäder (utbudet) jämfört med antalet människor som vill köpa dem (efterfrågan). Att ge människor tillgång till lån löser inte denna underliggande verklighet.

Tänk på det: Om alla får tillgång till en halv miljon dollar hypotekslån och sedan tävlar om samma antal begränsade bostäder, är allt som kommer att göra att orsaka ett budkrig för de få bostäder som finns att köpa. Det är därför små hem i städernas centrum kan dra in 50 till 200 procent över sitt begärda pris.

Detta vet regeringarna. Men de vet också att den större andelen väljare som äger bostäder föredrar att se sina hem stiga i värde år över år. Detta är en stor anledning till att regeringar inte öser in de miljarder som vår bostadsmarknad behöver för att bygga ett stort antal allmännyttiga bostäder för att både tillfredsställa bostadsefterfrågan och stoppa bostadsprisinflationen.

Samtidigt, när det gäller den privata sektorn, skulle de mer än gärna möta denna bostadsefterfrågan med nya bostäder och bostadsrätter, men nuvarande brist på byggarbetskraft och begränsningar i byggteknik gör detta till en långsam process.

Med tanke på det nuvarande tillståndet, finns det hopp för den blivande millennialen som vill flytta ut från sina föräldrars källare innan de går in i 30-årsåldern?

Byggandets legoisering

Lyckligtvis finns det hopp för millennials som strävar efter att bli vuxna. Ett antal nya tekniker, som nu är i testfasen, syftar till att få ner kostnaderna, förbättra kvaliteten och minska den tid som behövs för att bygga nya bostäder. När dessa innovationer väl blir byggbranschens standard kommer de att avsevärt öka det årliga antalet nya bostadsutvecklingar, och därmed utjämna bostadsmarknadens obalans mellan utbud och efterfrågan och förhoppningsvis göra bostäder överkomliga igen för första gången på decennier.

('Äntligen! Har jag rätt?' säger publiken under 35 år. Äldre läsare kanske nu ifrågasätter sitt beslut att basera sin pensionsplan på sina fastighetsinvesteringar. Vi kommer att beröra detta senare.)

Låt oss börja den här översikten med användningen av tre relativt nya tekniker som syftar till att förvandla dagens byggprocess till en gigantisk legobyggnad.

Prefabricerade byggnadsdelar. En kinesisk utvecklare byggde en byggnad på 57 våningar i 19 dagar. Hur? Genom användning av prefabricerade byggkomponenter. Se denna time-lapse-video av byggprocessen:

Pre-isolerade väggar, förmonterade HVAC (luftkonditionering) system, färdiga tak, hela stålbyggnadsramar – rörelsen mot att använda prefabricerade byggkomponenter sprider sig snabbt i hela byggbranschen. Och baserat på det kinesiska exemplet ovan borde det inte vara ett mysterium varför. Att använda prefabricerade byggkomponenter förkortar byggtiden och sänker kostnaderna.

Prefab-komponenter är också miljövänliga, eftersom de minskar materialspill och de minskar antalet leveransresor till byggarbetsplatsen. Med andra ord, istället för att transportera råvaror och basförnödenheter till byggarbetsplatsen för att bygga en struktur från grunden, är det mesta av strukturen förbyggd i en centraliserad fabrik och skickas sedan till byggarbetsplatsen för att helt enkelt monteras ihop.

3D-printade prefab byggnadskomponenter. Vi kommer att diskutera 3D-skrivare mycket mer i detalj senare, men deras första användning i bostadsbyggande kommer att vara i produktionen av prefabricerade byggkomponenter. Specifikt innebär 3D-skrivares förmåga att bygga objekt lager för lager att de ytterligare kan minska mängden avfall som ingår i produktionen av byggnadskomponenter.

3D-skrivare kan producera byggnadskomponenter med inbyggda rör för VVS, elektriska ledningar, VVS-kanaler och isolering. De kan till och med skriva ut hela prefab-väggar med färdiga fack för att installera olika elektronik (t.ex. högtalare) och apparater (t.ex. mikrovågor), baserat på specifika kundförfrågningar.

Robotbyggarbetare. I takt med att fler och fler byggnadskomponenter blir prefabricerade och standardiserade blir det allt mer praktiskt att involvera robotar i byggprocessen. Tänk på detta: Robotar är redan ansvariga för att montera de allra flesta av våra bilar – dyra, intrikata maskiner som kräver precisionsmontering. Samma löpande bandrobotar kan och kommer snart att användas för att bygga och skriva ut prefabricerade komponenter i massa. Och när detta väl blir branschstandard kommer byggpriserna att börja sjunka avsevärt. Men det slutar inte där.

Vi har redan robotmurare (se nedan). Snart kommer vi att se en mängd specialiserade robotar arbeta tillsammans med mänskliga byggnadsarbetare för att montera stora prefabricerade byggnadskomponenter på plats. Detta kommer både att öka hastigheten i byggandet och minska det totala antalet hantverkare som behövs på en byggarbetsplats.

Framväxten av 3D-skrivare i byggskala

De flesta tornbyggnader idag är byggda med en process som kallas kontinuerlig formning, där varje nivå konstrueras genom att härda gjuten betong inuti formningsbrädor. 3D-utskrift tar den processen till nästa nivå.

3D-utskrift är en additiv tillverkningsprocess som tar datorgenererade modeller och bygger dem i en tryckmaskin lager för lager. För närvarande används de flesta 3D-skrivare av företag för att bygga komplexa plastmodeller (t.ex. vindtunnelmodeller inom flygindustrin), prototyper (t.ex. för plastkonsumtionsvaror) och komponenter (t.ex. komplexa delar i bilar). Mindre konsumentmodeller har också blivit populära för tillverkning av en mängd olika plastprylar och konstverk. Se denna korta video nedan:

Men lika mångsidiga som dessa 3D-skrivare har visat sig vara, de kommande fem till 10 åren kommer de att utveckla betydligt mer avancerade förmågor som kommer att ha en enorm inverkan på byggbranschen. Till att börja med, istället för att använda plast för att skriva ut material, kommer konstruktionsskala 3D-skrivare (skrivare som är två till fyra våningar höga och breda och växande) att använda cementbruk för att bygga naturliga hus lager för lager. Den korta videon nedan presenterar en kinesisktillverkad 3D-skrivarprototyp som byggde tio hus på 24 timmar:

När denna teknik mognar kommer massiva 3D-skrivare att skriva ut omsorgsfullt designade bostäder och till och med hela höghus antingen i delar (kom ihåg de 3D-printade, prefabricerade byggnadskomponenterna som beskrivits tidigare) eller i sin helhet på plats. Vissa experter förutspår att dessa gigantiska 3D-skrivare tillfälligt kan ställas in i växande samhällen där de skulle användas för att bygga hus, gemenskapscenter och andra bekvämligheter runt dem.

Sammantaget finns det fyra viktiga fördelar som dessa framtida 3D-skrivare kommer att introducera för byggbranschen:

Att kombinera material. Idag kan de flesta 3D-skrivare bara skriva ut ett material åt gången. Experter förutspår att dessa 3D-skrivare i konstruktionsskala kommer att kunna skriva ut flera material samtidigt. Detta kan inkludera förstärkning av plast med grafenglasfibrer för att skriva ut byggnader eller byggnadskomponenter som är lätta, korrosionsbeständiga och otroligt starka, samt att trycka plast tillsammans med metaller för att skriva ut helt unika strukturer.

Materialstyrka. På samma sätt kommer att kunna skriva ut mer mångsidiga material att dessa 3D-skrivare kan bygga betongväggar som är betydligt starkare än de flesta nuvarande konstruktionsformer. Som referens kan konventionell betong bära en tryckspänning på 7,000 14,500 pund per kvadrattum (psi), med upp till 3 XNUMX som anses vara höghållfast betong. En tidig prototyp XNUMXD-skrivare av Contour Crafting kunde skriva ut betongväggar med imponerande 10,000 XNUMX psi.

Billigare och mindre slöseri. En av 3D-utskrifts största fördelar är att det gör det möjligt för utvecklare att avsevärt minska mängden avfall som är involverad i byggprocessen. Till exempel innebär nuvarande byggprocesser att man köper in råvaror och standardiserade delar och sedan skär ut och monterar de färdiga byggkomponenterna. Överskottsmaterial och rester har traditionellt sett varit en del av kostnaden för att göra affärer. Samtidigt tillåter 3D-utskrift utvecklare att skriva ut färdiga byggnadskomponenter helt enligt specifikationerna utan att slösa bort en droppe betong i processen.

Vissa experter förutspår att detta kan minska byggkostnaderna med så mycket som 30 till 40 procent. Utvecklare kommer också att finna kostnadsbesparingar i minskade materialtransportkostnader och i minskningen av den totala mänskliga arbetskraften som behövs för att bygga strukturer.

Produktionshastighet. Slutligen, som tidigare nämnts av den kinesiska uppfinnaren vars 3D-skrivare byggde tio hus på 24 timmar, kan dessa skrivare avsevärt minska den tid som behövs för att bygga nya strukturer. Och i likhet med punkten ovan kommer varje minskning av byggtiden att innebära betydande kostnadsbesparingar för alla byggprojekt.

Willy Wonky-hissar hjälper byggnader att nå nya höjder

Hur banbrytande som dessa 3D-skrivare i konstruktionsskala kommer att bli, är de inte den enda banbrytande innovationen som kommer att skaka om byggbranschen. Under det kommande decenniet kommer ny hissteknik att introduceras som gör att byggnader kan stå högre och med mycket mer utarbetade former.

Tänk på detta: I genomsnitt kan konventionella stållinshissar (de som kan ta 24 passagerare) väga upp till 27,000 130,000 kg och förbruka 24 7 kWh per år. Det här är tunga maskiner som måste arbeta XNUMX/XNUMX för att klara de sex hissturer per dag som en genomsnittlig person använder. Lika mycket som vi kan klaga när vår byggnads hiss ibland går på fritz, är det faktiskt fantastiskt att de inte går ur drift oftare än de gör.

För att möta den krävande arbetsbelastningen kämpar dessa hissar igenom i sin vardag, företag som Kone, har utvecklat nya, ultralätta hisskablar som fördubblar hissens livslängd, minskar friktionen med 60 procent och energiförbrukningen med 15 procent. Innovationer som dessa kommer att tillåta hissar att höja sig upp till 1,000 XNUMX meter (en kilometer), dubbelt så mycket som möjligt idag. Det kommer också att göra det möjligt för arkitekter att rita allt högre framtida byggnader.

Men ännu mer imponerande är den nya hissdesignen av det tyska företaget ThyssenKrupp. Deras hiss använder inte kablar alls. Istället använder de magnetisk levitation (maglev) för att glida sina hisshytter upp eller ner, liknande Japans svävande höghastighetståg. Denna innovation ger några spännande fördelar, såsom:

Inga fler höjdbegränsningar för byggnader – vi kan börja bygga byggnader på sci-fi-höjder;
Snabbare service eftersom maglevhissar inte ger någon friktion och har mycket färre rörliga delar;
Hisshytter som kan röra sig horisontellt såväl som vertikalt, Willy Wonka-stil;
Möjligheten att koppla samman två angränsande hisschakt vilket tillåter en hisshytt att åka uppför den vänstra schakten, flytta över till den högra schakten, förflytta sig nedför den högra schakten och flytta tillbaka till den vänstra schakten för att påbörja nästa rotation;
Möjligheten för flera hytter (dussintals i höghus) att resa runt i denna rotation tillsammans, vilket ökar hisstransportkapaciteten med minst 50 procent, samtidigt som hissens väntetider minskar till mindre än 30 sekunder.

Se ThyssenKrupps korta video nedan för en illustration av dessa maglevhissar i aktion:

Arkitektur i framtiden

Robotbyggarbetare, 3D-printade byggnader, hissar som kan färdas horisontellt – i slutet av 2030-talet kommer dessa innovationer att riva praktiskt taget alla tekniska vägspärrar som för närvarande begränsar arkitekters fantasi. 3D-skrivare kommer att möjliggöra konstruktion av byggnader med oöverträffad geometrisk komplexitet. Designtrender kommer att bli mer fria och organiska. Nya former och nya kombinationer av material kommer att göra det möjligt för en helt ny postmodern byggnadsestetik att växa fram i början av 2030-talet.

Samtidigt kommer nya maglevhissar att ta bort alla höjdbegränsningar, samt introducera ett nytt sätt att transportera byggnad till byggnad, eftersom horisontella hisschakt kan byggas in i angränsande byggnader. Likaså, precis som traditionella hissar möjliggjorde uppfinningen av höga höghus, kunde horisontella hissar också föranleda utvecklingen av höga och breda byggnader. Enstaka höghus som täcker ett helt stadskvarter kommer med andra ord att bli vanligare eftersom horisontella hissar gör det lättare att flytta runt dem.

Slutligen kommer robotarna och prefab-byggnadskomponenterna att sänka byggkostnaderna så låga att arkitekter kommer att ges mycket mer kreativt spelrum med sina konstruktioner från tidigare snåla utvecklare.

Social påverkan av billiga bostäder

När de används tillsammans kommer de ovan beskrivna innovationerna att avsevärt minska kostnaderna och den tid som krävs för att bygga nya bostäder. Men som alltid ger ny teknik både positiva och negativa bieffekter.

Det negativa perspektivet ser att överflödet av nya bostäder som möjliggörs av dessa teknologier snabbt kommer att korrigera obalansen mellan utbud och efterfrågan på bostadsmarknaden. Detta kommer att börja sänka bostadspriserna över hela linjen i de flesta städer, vilket negativt påverkar nuvarande husägare som är beroende av det stigande marknadsvärdet på sina hem för sin slutliga pension. (För att vara rättvis kommer bostäder i populära eller höginkomstdistrikt att behålla mer av sitt värde jämfört med medelvärdet.)

När bostadsprisinflationen börjar sänkas i mitten av 2030-talet, och kanske till och med töms, kommer spekulativa husägare att börja sälja sina överskottsfastigheter i massor. Den oavsiktliga effekten av alla dessa individuella försäljningar kommer att bli den ännu kraftigare nedgången i bostadspriserna, eftersom den övergripande bostadsmarknaden kommer att bli en köparmarknad för första gången på decennier. Denna händelse kommer att orsaka en tillfällig lågkonjunktur på regional eller till och med global nivå, vars omfattning inte kan förutses just nu.

I slutändan kommer bostäder så småningom att bli så rikliga på 2040-talet att dess marknad kommer att bli varuanpassad. Att äga ett hem kommer inte längre att befalla tidigare generationers investeringar. Och med den kommande introduktionen av Basinkomst, som beskrivs i vår Framtid för arbetet serier kommer samhällets preferenser att övergå till att hyra än att äga en bostad.

Nu är ett positivt perspektiv lite mer uppenbart. Yngre generationer som prissatts från bostadsmarknaden kommer äntligen att kunna äga sina egna hem, vilket ger dem en ny nivå av självständighet vid en tidigare ålder. Hemlöshet kommer att bli ett minne blott i det förflutna. Och framtida flyktingar som tvingas bort från sina hem från krig eller klimatförändringar kommer att inhysas med värdighet.

På det hela taget anser Quantumrun att samhällsnyttan med det positiva perspektivet uppväger den tillfälliga ekonomiska smärtan av det negativa perspektivet.

Vår Future of Cities-serie har bara börjat. Läs nästa kapitel nedan.