Húsnæðisverð hrynur þegar þrívíddarprentun og maglevs gjörbylta byggingu: Future of Cities P3

Einn stærsti hindrunin fyrir árþúsundir sem eiga í erfiðleikum með að verða fullorðnir er mikill kostnaður við að eiga heimili, sérstaklega á þeim stöðum þar sem þeir vilja búa: borgir.

Frá og með 2016, í heimaborg minni Toronto, Kanada, er meðalverð fyrir nýtt hús núna yfir eina milljón dollara; á meðan, meðalverð fyrir íbúð er tommu yfir $500,000 markið. Svipuð límmiðaáföll verða fyrir fyrstu íbúðakaupendum í borgum um allan heim, að miklu leyti knúin áfram af hækkandi lóðaverði og miklu þéttbýlismyndun sem fjallað er um í fyrsti hluti af þessari Future of Cities þáttaröð. 

En við skulum skoða nánar hvers vegna húsnæðisverð er að fara í banana og kanna síðan nýju tæknina sem á að gera húsnæðisskít ódýrt seint á þriðja áratugnum. 

Verðbólga húsnæðis og hvers vegna stjórnvöld gera lítið í því

Þegar kemur að verði á heimilum þarf ekki að koma á óvart að meirihluti límmiðaáfallsins komi meira frá verðmæti jarðarinnar en raunverulegu íbúðarhúsnæðinu. Og þegar kemur að þeim þáttum sem ákvarða verðmæti lands, íbúaþéttleika, nálægð við afþreyingu, þjónustu og þægindi, og stigi nærliggjandi innviða, er hærra en flestir - þættir sem finnast í hærri styrk í þéttbýli, frekar en dreifbýli, samfélögum. 

En enn stærri þáttur sem stýrir verðmæti lands er heildareftirspurn eftir húsnæði á tilteknu svæði. Og það er þessi eftirspurn sem veldur því að húsnæðismarkaðurinn okkar ofhitnar. Hafðu í huga að árið 2050, næstum því 70 prósent heimsins mun búa í borgum, 90 prósent í Norður-Ameríku og Evrópu. Fólk flykkist til borga, til borgarlífsins. Og ekki bara stórar fjölskyldur, heldur einhleypir og pör án barna eru líka að leita að þéttbýlishúsum, sem eykur þessa húsnæðiseftirspurn enn meira. 

Auðvitað væri ekkert af þessu vandamál ef borgir gætu mætt þessari vaxandi eftirspurn. Því miður er engin borg á jörðinni í dag að byggja nóg nýtt húsnæði nógu hratt til að gera það, og veldur þar með grunnaðferðum framboðs og eftirspurnarhagfræði til að ýta undir áratugalangan vöxt íbúðaverðs. 

Auðvitað líkar fólki – kjósendum – ekki mikið að hafa ekki efni á húsnæði. Þess vegna hafa stjórnvöld um allan heim brugðist við með margvíslegum niðurgreiðslukerfum til að hjálpa tekjulægri fólki að tryggja sér lán (ahem, 2008-9) eða fá meiriháttar skattaívilnanir við kaup á sínu fyrsta heimili. Hugsunin er sú að fólk myndi kaupa húsnæði ef það bara ætti peninga eða gæti fengið lán til að kaupa téð húsnæði. 

Þetta er BS. 

Aftur, ástæðan fyrir öllum þessum geðveika vexti íbúðaverðs er skortur á heimilum (framboð) miðað við fjölda fólks sem vill kaupa þau (eftirspurn). Að veita fólki aðgang að lánum tekur ekki á þessum undirliggjandi veruleika. 

Hugsaðu um það: Ef allir fá aðgang að hálfri milljón dollara húsnæðislánum og keppa síðan um sama fjölda takmarkaðra heimila, mun það eina sem gera er að valda tilboðsstríði fyrir þau fáu heimili sem hægt er að kaupa. Þetta er ástæðan fyrir því að pínulítil heimili í miðbæjarkjarna borga geta dregið inn 50 til 200 prósent yfir ásettu verði. 

Þetta vita stjórnvöld. En þeir vita líka að stærra hlutfall kjósenda sem eiga heimili kjósa að sjá heimili sín hækka í verðmæti ár frá ári. Þetta er stór ástæða fyrir því að stjórnvöld eru ekki að ausa þeim milljörðum sem húsnæðismarkaðurinn okkar þarf til að byggja gríðarlegan fjölda almennra íbúða til að fullnægja eftirspurn eftir húsnæði og binda enda á verðbólgu í húsnæði. 

Á meðan, þegar kemur að einkageiranum, myndu þeir vera meira en fúsir til að mæta þessari húsnæðiseftirspurn með nýbyggingu húsnæðis og íbúða, en núverandi skortur á vinnuafli í byggingariðnaði og takmarkanir í byggingartækni gera þetta hægt ferli.

Miðað við þessa núverandi stöðu mála, er von fyrir verðandi þúsaldar sem vill flytja úr kjallara foreldra sinna áður en þeir verða þrítugir? 

Lögvæðing byggingar

Sem betur fer er von fyrir árþúsundir sem þrá að verða fullorðnir. Fjöldi nýrrar tækni, sem nú er í prófunarfasa, miðar að því að lækka kostnaðinn, bæta gæðin og draga úr þeim tíma sem þarf til að byggja ný heimili. Þegar þessar nýjungar eru orðnar staðalbúnaður í byggingariðnaði munu þær auka verulega árlegan fjölda nýbygginga í húsnæði, jafna þannig út ójafnvægi framboðs og eftirspurnar á húsnæðismarkaði og vonandi gera heimilin á viðráðanlegu verði aftur í fyrsta skipti í áratugi. 

('Loksins! Hef ég rétt fyrir mér?' segir hópurinn undir 35 ára. Eldri lesendur gætu nú efast um ákvörðun sína um að byggja eftirlaunaáætlun sína á fasteignafjárfestingum sínum. Við munum koma inn á þetta síðar.) 

Byrjum þetta yfirlit með notkun þriggja tiltölulega nýrrar tækni sem miðar að því að umbreyta byggingarferli nútímans í risastóra Lego smíði. 

Forsmíðaðir byggingarhlutar. Kínverskur verktaki byggði 57 hæða byggingu á 19 daga. Hvernig? Með notkun forsmíðaðra byggingarhluta. Horfðu á þetta tímaskemmtilega myndband af byggingarferlinu:

Foreinangraðir veggir, forsamsett loftræstikerfi (loftræstikerfi), forkláruð þak, heilar byggingargrind úr stáli - hreyfingin í átt að notkun forsmíðaða byggingarhluta dreifist hratt um byggingariðnaðinn. Og miðað við kínverska dæmið hér að ofan ætti það ekki að vera ráðgáta hvers vegna. Notkun forsmíðaða byggingarhluta styttir byggingartíma og lækkar kostnað. 

Forsmíðaðir íhlutir eru einnig umhverfisvænir þar sem þeir draga úr efnissóun og fækka sendingarferðum á byggingarstað. Með öðrum orðum, í stað þess að flytja hráefni og grunnbirgðir á byggingarsvæðið til að byggja upp mannvirki frá grunni, er megnið af mannvirkinu forsmíðað í miðstýrðri verksmiðju, síðan flutt á byggingarsvæðið til að vera einfaldlega sett saman. 

3D prentaðir forsmíðaðir byggingarhlutar. Við munum ræða þrívíddarprentara mun nánar síðar, en fyrsta notkun þeirra í húsbyggingu verður í framleiðslu á forsmíðuðum byggingarhlutum. Nánar tiltekið þýðir geta þrívíddarprentara til að smíða hluti lag fyrir lag að þeir geta dregið enn frekar úr magni úrgangs sem tekur þátt í framleiðslu byggingarhluta.

3D prentarar geta framleitt byggingaríhluti með innbyggðum rásum fyrir pípulagnir, rafmagnsvír, loftræstirásir og einangrun. Þeir geta jafnvel prentað heila forsmíðaða veggi með tilbúnum hólfum til að setja upp ýmis raftæki (td hátalara) og tæki (td örbylgjuofna), byggt á sérstökum óskum viðskiptavina.

Vélmenni byggingaverkamenn. Eftir því sem fleiri og fleiri byggingaríhlutir verða forsmíðaðir og staðlaðir verður æ hagkvæmara að taka vélmenni inn í byggingarferlið. Hugleiddu þetta: Vélmenni eru nú þegar ábyrg fyrir því að setja saman langflest bíla okkar — dýrar, flóknar vélar sem krefjast nákvæmrar samsetningar. Þessi sömu færibandsvélmenni geta og verða brátt notuð til að smíða og prenta forsmíðaða íhluti í massa. Og þegar þetta verður staðall iðnaðarins mun byggingarverð fara að lækka töluvert. En það mun ekki stoppa þar. 

Við höfum nú þegar vélmennamúrarar (sjá fyrir neðan). Brátt munum við sjá margs konar sérhæfð vélmenni vinna við hlið mannlegra byggingarverkamanna við að setja saman stóra forsmíðaða byggingarhluta á staðnum. Þetta mun bæði auka hraða framkvæmda og fækka heildarfjölda iðnaðarmanna sem þarf á byggingarsvæði.

Uppgangur 3D prentara í byggingarskala

Flestar turnbyggingar í dag eru byggðar með því að nota ferli sem kallast samfelld mótun, þar sem hvert stig er smíðað með því að herða steypta steypu inni í mótunarplötum. 3D prentun mun taka það ferli á næsta stig.

3D prentun er aukið framleiðsluferli sem tekur tölvugerð líkön og smíðar þau í prentvél lag fyrir lag. Eins og er eru flestir þrívíddarprentarar notaðir af fyrirtækjum til að smíða flókin plastlíkön (td vindgöngumódel í fluggeimiðnaði), frumgerðir (td fyrir neysluvörur úr plasti) og íhluti (td flókna hluta í bifreiðum). Minni neytendalíkön hafa einnig notið vinsælda fyrir framleiðslu á ýmsum plastgræjum og listaverkum. Horfðu á þetta stutta myndband hér að neðan:

En eins fjölhæfur og þessir þrívíddarprentarar hafa reynst vera, munu næstu fimm til 3 árin sjá þá þróa verulega háþróaða hæfileika sem munu hafa gríðarleg áhrif á byggingariðnaðinn. Til að byrja með, í stað þess að nota plast til að prenta efni, munu þrívíddarprentarar í byggingarstærð (prentarar sem eru tveggja til fjögurra hæðir og breiðir, og stækka) nota sementmúr til að byggja lífstór heimili lag fyrir lag. Stutta myndbandið hér að neðan sýnir frumgerð af kínverskri þrívíddarprentara sem byggði tíu hús á 10 klukkustundum: 

Þegar þessi tækni þroskast munu risastórir þrívíddarprentarar prenta vandað hönnuð húsnæði og jafnvel heilar háhýsi annað hvort í hlutum (minntu þrívíddarprentaða, forsmíðaða byggingarhluta sem lýst var áðan) eða í heild sinni á staðnum. Sumir sérfræðingar spá því að þessir risastóru þrívíddarprentarar gætu verið settir upp tímabundið í vaxandi samfélögum þar sem þeir yrðu notaðir til að byggja húsin, félagsmiðstöðvar og önnur þægindi í kringum þá. 

Í heildina eru fjórir helstu kostir sem þessir framtíðar 3D prentarar munu kynna fyrir byggingariðnaðinum: 

Sameina efni. Í dag geta flestir þrívíddarprentarar aðeins prentað eitt efni í einu. Sérfræðingar spá því að þessir þrívíddarprentarar á byggingarstærð geti prentað mörg efni í einu. Þetta getur falið í sér styrkingu á plasti með grafenglertrefjum til að prenta byggingar eða byggingarhluta sem eru léttir, tæringarþolnir og ótrúlega sterkir, svo og prentun plasts ásamt málmum til að prenta sannarlega einstök mannvirki. 

Efnisstyrkur. Að sama skapi mun það að geta prentað fjölhæfara efni gera þessum þrívíddarprenturum kleift að byggja steinsteypta veggi sem eru verulega sterkari en flestar núverandi byggingarform. Til viðmiðunar getur hefðbundin steypa borið þrýstiálag upp á 3 pund á fertommu (psi), þar sem allt að 7,000 telst vera með hástyrkleika steypu. Snemma frumgerð þrívíddarprentara frá Contour Crafting gat prentað steypta veggi á glæsilegum 10,000 psi. 

Ódýrara og minna sóun. Einn stærsti kostur þrívíddarprentunar er að hún gerir forriturum kleift að draga verulega úr úrgangi sem tengist byggingarferlinu. Sem dæmi má nefna að núverandi byggingarferli felast í því að kaupa hráefni og staðlaða hluta og síðan skera út og setja saman fullbúna byggingarhluta. Umfram efni og rusl hafa jafnan verið hluti af kostnaði við viðskipti. Á sama tíma gerir 3D prentun forriturum kleift að prenta fullbúna byggingarhluta alveg samkvæmt forskriftum án þess að sóa dropa af steypu í ferlinu. 

Sumir sérfræðingar spá því að þetta gæti lækkað byggingarkostnað um allt að 30 til 40 prósent. Hönnuðir munu einnig finna kostnaðarsparnað í minni efnisflutningskostnaði og í lækkun á heildarvinnuafli sem þarf til að byggja mannvirki.  

Framleiðsluhraði. Að lokum, eins og áður sagði af kínverska uppfinningamanninum, en þrívíddarprentarinn hans byggði tíu hús á 3 klukkustundum, geta þessir prentarar dregið verulega úr þeim tíma sem þarf til að byggja ný mannvirki. Og svipað og punkturinn hér að ofan mun öll stytting á byggingartíma þýða verulegan kostnaðarsparnað fyrir hvaða byggingarframkvæmd sem er. 

Willy Wonky lyftur hjálpa byggingum að ná nýjum hæðum

Eins byltingarkenndir og þessir þrívíddarprentarar á byggingarstærð munu verða, þá eru þeir ekki eina byltingarkennda nýsköpunin sem hristir upp í byggingariðnaðinum. Á komandi áratug verður ný lyftutækni kynnt sem gerir byggingum kleift að standa hærra og með mun vandaðri lögun. 

Hugleiddu þetta: Að meðaltali geta hefðbundnar stálreipilyftur (þær sem geta tekið 24 farþega) vegið allt að 27,000 kíló og eytt 130,000 kWh á ári. Þetta eru þungar vélar sem þurfa að vinna allan sólarhringinn til að taka á móti sex lyftuferðum á dag sem meðalmaður notar. Eins mikið og við gætum kvartað þegar lyftan í byggingunni okkar fer stundum á hausinn, þá er í raun ótrúlegt að þeir fari ekki oftar úr notkun en þeir gera. 

Til að takast á við krefjandi vinnuálag eru þessar lyftur í erfiðleikum með daglegt amstur, fyrirtæki eins og kona, hafa þróað nýjar, ofurléttar lyftukaplar sem tvöfalda líftíma lyftu, draga úr núningi um 60 prósent og orkunotkun um 15 prósent. Nýjungar sem þessar munu gera lyftum kleift að hækka allt að 1,000 metra (einn kílómetra), tvöfalt það sem er mögulegt í dag. Það mun einnig gera arkitektum kleift að hanna sífellt hærri framtíðarbyggingar.

En enn glæsilegri er nýja lyftuhönnun þýska fyrirtækisins, ThyssenKrupp. Lyftan þeirra notar alls ekki snúrur. Þess í stað nota þeir segulsveiflu (maglev) til að renna lyftuklefum sínum upp eða niður, svipað og háhraðalest Japana. Þessi nýjung gerir ráð fyrir nokkrum spennandi kostum, svo sem: 

• Engar fleiri hæðartakmarkanir á byggingum — við getum byrjað að reisa byggingar í vísinda-fimihæð;
• Hraðari þjónusta þar sem maglev lyftur framleiða engan núning og hafa mun færri hreyfanlega hluta;
• Lyftuklefar sem geta færst lárétt og lóðrétt, Willy Wonka-stíl;
• Hæfni til að tengja saman tvo samliggjandi lyftuskafta sem gerir lyftuklefa kleift að keyra upp vinstri skaftið, flytja yfir á hægri skaftið, ferðast niður hægri skaftið og flytja aftur í vinstri skaftið til að hefja næsta snúning;
• Möguleikinn fyrir marga skála (tugi í háhýsum) til að ferðast um í þessum snúningi saman, sem eykur flutningsgetu lyftu um að minnsta kosti 50 prósent, en dregur einnig úr biðtíma lyftu í minna en 30 sekúndur.

Horfðu á stutt myndband ThyssenKrupp hér að neðan til að sýna þessar maglev lyftur í aðgerð: 

Arkitektúr í framtíðinni

Vélfæravirkir byggingaverkamenn, þrívíddarprentaðar byggingar, lyftur sem geta ferðast lárétt — í lok þriðja áratugarins munu þessar nýjungar rífa niður nánast allar tæknilegar hindranir sem takmarka ímyndunarafl arkitekta. 3D prentarar munu leyfa byggingu bygginga með óheyrðum rúmfræðilegum flóknum hætti. Hönnunarstraumar verða frjálsari og lífrænari. Ný form og nýjar samsetningar efna munu gera það að verkum að alveg ný póstmódernísk byggingarfagurfræði komi fram í byrjun þriðja áratugarins. 

Á sama tíma munu nýjar maglev lyftur fjarlægja allar hæðartakmarkanir, auk þess að kynna nýjan flutningsmáta frá byggingu til byggingar, þar sem hægt er að byggja lárétta lyftustokka inn í nágrannabyggingar. Sömuleiðis, rétt eins og hefðbundnar lyftur leyfðu uppfinningu háhýsa, gætu láréttar lyftur einnig ýtt undir þróun háar og breiðar byggingar. Með öðrum orðum munu ein háhýsi sem þekja heila borgarblokk verða algengari þar sem láréttar lyftur gera það auðveldara að fara um þær. 

Að lokum munu vélmenni og forsmíðaðir byggingarhlutar lækka byggingarkostnað svo lágt að arkitektar munu fá mun meira skapandi svigrúm með hönnun sinni frá hönnuðum sem áður voru sléttir. 

Félagsleg áhrif ódýrs húsnæðis

Þegar þær eru notaðar saman munu nýjungarnar sem lýst er hér að ofan draga verulega úr kostnaði og tíma sem þarf til að byggja ný heimili. En eins og alltaf hefur ný tækni bæði jákvæðar og neikvæðar aukaverkanir í för með sér. 

Neikvæða sjónarhornið sýnir að ofgnótt nýs húsnæðis sem þessi tækni gerir mögulegt mun fljótt leiðrétta misvægi framboðs og eftirspurnar á húsnæðismarkaði. Þetta mun byrja að lækka húsnæðisverð yfir höfuð í flestum borgum, sem hefur neikvæð áhrif á núverandi húseigendur sem eru háðir hækkandi markaðsvirði heimila sinna fyrir endanlega eftirlaun. (Til að vera sanngjarnt mun húsnæði í vinsælum eða hátekjuhverfum halda meira af verðgildi sínu miðað við meðaltalið.)

Þar sem verðbólga húsnæðis fer að jafna sig um miðjan þriðja áratuginn, og jafnvel dregur úr lofti, munu spákaupmenn í íbúðaeigendum byrja að selja afgangseignir sínar í massavís. Ófyrirséð áhrif allra þessara einstöku útsölu verða enn meiri lækkun húsnæðisverðs þar sem heildarhúsnæðismarkaðurinn verður kaupendamarkaður í fyrsta skipti í áratugi. Þessi atburður mun valda tímabundinni samdrætti á svæðis- eða jafnvel alþjóðlegum vettvangi, sem ekki er hægt að spá fyrir um á þessari stundu. 

Að lokum mun húsnæði að lokum verða svo mikið um 2040 að markaður þess mun verða varanlegur. Að eiga heimili mun ekki lengur höfða til fjárfestingaráfrýjunar fyrri kynslóða. Og með komandi kynningu á Grunntekjur, sem lýst er í okkar Framtíð vinnu röð munu samfélagslegar óskir breytast í átt að leigu en að eiga heimili. 

Nú er jákvætt sjónarhorn aðeins augljósara. Yngri kynslóðir, sem verðlagðar eru út af húsnæðismarkaði, munu loksins geta eignast sitt eigið húsnæði, sem gerir þeim kleift að fá nýtt sjálfstæði á fyrri aldri. Heimilisleysi mun heyra fortíðinni til. Og framtíðarflóttamenn sem neyddir eru frá heimilum sínum vegna stríðs eða loftslagsbreytinga verður hýst með reisn. 

Á heildina litið telur Quantumrun að samfélagslegur ávinningur af jákvæðu sjónarhorni vegi þyngra en tímabundinn fjárhagslegur sársauki neikvæða sjónarhornsins.

Future of Cities serían okkar er rétt að byrja. Lestu næstu kafla hér að neðan.

Framtíð borga röð

Framtíð okkar er þéttbýli: Future of Cities P1

.Skipuleggja megaborgir morgundagsins: Future of Cities P2

Hvernig ökumannslausir bílar munu endurmóta megaborgir morgundagsins: Future of Cities P4    

Þéttleikaskattur í stað fasteignaskatts og binda enda á þrengsli: Framtíð borga P5

Infrastructure 3.0, endurreisn megaborga morgundagsins: Future of Cities P6