Boligprisene krasjer når 3D-printing og maglevs revolusjonerer konstruksjonen: Future of Cities P3

En av de største veisperringene for millennials som sliter med å bli voksne er de eksploderende kostnadene ved å eie et hjem, spesielt på stedene der de ønsker å bo: byer.

Fra og med 2016, i min hjemby Toronto, Canada, er gjennomsnittsprisen for et nytt hus nå over en million dollar; i mellomtiden er gjennomsnittsprisen for et sameie inching over $500,000 XNUMX mark. Lignende klistremerkesjokk merkes av førstegangshuskjøpere i byer over hele verden, i stor grad drevet av høye tomtepriser og den massive urbaniseringsbølgen som er diskutert i del en av denne Future of Cities-serien. 

Men la oss se nærmere på hvorfor boligprisene går bananas, og deretter utforske de nye teknologiene som er satt til å gjøre boligsmuss billig på slutten av 2030-tallet. 

Boligprisveksten og hvorfor regjeringer gjør lite med det

Når det kommer til prisen på boliger, bør det ikke komme som en overraskelse at størstedelen av klistremerkesjokket kommer fra verdien av tomten mer enn den faktiske boenheten. Og når det kommer til faktorene som bestemmer landverdien, rangerer befolkningstetthet, nærhet til underholdning, tjenester og fasiliteter, og nivået på omkringliggende infrastruktur høyere enn de fleste – faktorer som finnes i høyere konsentrasjoner i urbane, snarere enn landlige samfunn. 

Men en enda større faktor som driver verdien på land er den samlede etterspørselen etter boliger innenfor et bestemt område. Og det er denne etterspørselen som får boligmarkedet til å overopphetes. Husk at innen 2050, nesten 70 prosent av verden vil bo i byer, 90 prosent i Nord-Amerika og Europa. Folk strømmer til byer, til den urbane livsstilen. Og ikke bare store familier, men enslige og par uten barn jakter også på urbane hjem, noe som øker denne boligetterspørselen desto mer. 

Selvfølgelig ville ingenting av dette være et problem hvis byer var i stand til å møte denne økende etterspørselen. Dessverre er det ingen byer på jorden som i dag bygger nok nye boliger raskt nok til å gjøre det, og får dermed de grunnleggende mekanismene for tilbuds- og etterspørselsøkonomi til å drive den tiår lange veksten i boligpriser. 

Selvfølgelig liker ikke folk – velgere – at de ikke har råd til boliger. Dette er grunnen til at regjeringer over hele verden har svart med en rekke subsidieordninger for å hjelpe folk med lavere inntekt med å sikre lån (ahem, 2008-9) eller få store skattelettelser når de kjøper sin første bolig. Tanken er at folk ville kjøpt boliger hvis de bare hadde penger eller kunne bli godkjent for lån for å kjøpe nevnte boliger. 

Dette er BS. 

Igjen, årsaken til all denne vanvittige veksten i boligpriser er mangel på boliger (tilbud) sammenlignet med antall mennesker som ønsker å kjøpe dem (etterspørsel). Å gi folk tilgang til lån adresserer ikke denne underliggende virkeligheten. 

Tenk på det: Hvis alle får tilgang til boliglån på en halv million dollar og deretter konkurrerer om det samme antallet begrensede boliger, vil det bare føre til en budkrig for de få boligene som er tilgjengelige for kjøp. Dette er grunnen til at små boliger i sentrumskjernen av byer kan trekke inn 50 til 200 prosent over prisantydningen. 

Regjeringene vet dette. Men de vet også at den større andelen velgere som eier boliger, foretrekker å se boligene sine stige i verdi år over år. Dette er en stor grunn til at regjeringer ikke skyter inn de milliardene boligmarkedet vårt trenger for å bygge et stort antall offentlige boliger for både å tilfredsstille boligetterspørselen og få slutt på prisveksten i boliger. 

I mellomtiden, når det gjelder privat sektor, vil de mer enn gjerne møte denne boligetterspørselen med nye boliger og borettslagsutbygginger, men nåværende mangel på konstruksjonsarbeid og begrensninger i byggeteknologi gjør dette til en langsom prosess.

Gitt denne nåværende situasjonen, er det håp for den spirende tusenårsalderen som ønsker å flytte ut av foreldrenes kjeller før de kommer i 30-årene? 

Legoiseringen av konstruksjonen

Heldigvis er det håp for millennials som ønsker å bli voksne. En rekke nye teknologier, nå i testfasen, tar sikte på å få ned kostnadene, forbedre kvaliteten og redusere tiden som trengs for å bygge nye boliger. Når disse innovasjonene blir byggebransjens standard, vil de øke det årlige antallet nye boligutbygginger betydelig, og dermed jevne ut boligmarkedets tilbud-etterspørselsubalanse og forhåpentligvis gjøre boliger rimelige igjen for første gang på flere tiår. 

('Endelig! Har jeg rett?' sier publikum under 35 år. Eldre lesere stiller kanskje spørsmål ved beslutningen om å basere pensjonsplanen på eiendomsinvesteringene sine. Vi kommer inn på dette senere.) 

La oss begynne denne oversikten med bruk av tre relativt nye teknologier som har som mål å transformere dagens byggeprosess til et gigantisk Legobygg. 

Prefabrikkerte bygningsdeler. En kinesisk utvikler bygde en 57-etasjers bygning i 19 dager. Hvordan? Gjennom bruk av prefabrikkerte bygningsdeler. Se denne time-lapse-videoen av byggeprosessen:

Pre-isolerte vegger, forhåndsmonterte HVAC-systemer (klimaanlegg), ferdige taktekking, hele stålkonstruksjonsrammer – bevegelsen mot bruk av prefabrikkerte bygningskomponenter sprer seg raskt over hele byggebransjen. Og basert på det kinesiske eksemplet ovenfor, burde det ikke være et mysterium hvorfor. Bruk av prefabrikkerte byggekomponenter forkorter byggetiden og reduserer kostnadene. 

Prefabrikerte komponenter er også miljøvennlige, da de reduserer materialavfall, og de reduserer antall leveringsturer til byggeplassen. Med andre ord, i stedet for å transportere råvarer og grunnleggende forsyninger til byggeplassen for å bygge en struktur fra bunnen av, er det meste av strukturen forhåndsbygget i en sentralisert fabrikk, for så å fraktes til byggeplassen for ganske enkelt å settes sammen. 

3D-printede prefabrikerte bygningsdeler. Vi vil diskutere 3D-printere i langt større detalj senere, men deres første bruk i boligbygging vil være i produksjon av prefabrikkerte bygningskomponenter. Nærmere bestemt betyr 3D-printers evne til å bygge objekter lag for lag at de ytterligere kan redusere mengden avfall som er involvert i produksjonen av bygningskomponenter.

3D-skrivere kan produsere bygningskomponenter med innebygde rør for rørleggerarbeid, elektriske ledninger, HVAC-kanaler og isolasjon. De kan til og med skrive ut hele prefabrikerte vegger med ferdige rom for å installere diverse elektronikk (f.eks. høyttalere) og apparater (f.eks. mikrobølgeovner), basert på spesifikke kundeønsker.

Robot bygningsarbeidere. Etter hvert som flere og flere bygningskomponenter blir prefabrikkerte og standardiserte, vil det bli stadig mer praktisk å involvere roboter i byggeprosessen. Tenk på dette: Roboter er allerede ansvarlige for å montere det store flertallet av våre biler – dyre, intrikate maskiner som krever presisjonsmontering. Disse samme samlebåndsrobotene kan og vil snart bli brukt til å bygge og skrive ut prefabrikerte komponenter i massevis. Og når dette først blir bransjestandarden, vil byggeprisene begynne å synke betraktelig. Men det stopper ikke der. 

Vi har allerede robotmurere (se nedenfor). Snart vil vi se en rekke spesialiserte roboter som jobber sammen med menneskelige bygningsarbeidere for å montere store prefabrikerte bygningskomponenter på stedet. Dette vil både øke byggehastigheten, samt redusere det totale antallet håndverkere som trengs på en byggeplass.

Fremveksten av 3D-skrivere i byggeskala

De fleste tårnbygninger i dag er bygget ved hjelp av en prosess som kalles kontinuerlig forming, hvor hvert nivå er konstruert ved å herde støpt betong inne i formingsplater. 3D-utskrift vil ta denne prosessen til neste nivå.

3D-utskrift er en additiv produksjonsprosess som tar datagenererte modeller og bygger dem lag for lag i en utskriftsmaskin. For tiden brukes de fleste 3D-skrivere av selskaper til å bygge komplekse plastmodeller (f.eks. vindtunnelmodeller i romfartsindustrien), prototyper (f.eks. for forbruksvarer av plast) og komponenter (f.eks. komplekse deler i biler). Mindre forbrukermodeller har også blitt populært for produksjon av en rekke plastdingser og kunstverk. Se denne korte videoen nedenfor:

Likevel så allsidige som disse 3D-skriverne har vist seg å være, vil de neste fem til 10 årene se dem utvikle betydelig mer avanserte evner som vil ha en enorm innvirkning på byggebransjen. Til å begynne med, i stedet for å bruke plast til å skrive ut materialer, vil 3D-skrivere i konstruksjonsskala (skrivere som er to til fire etasjer høye og brede og vokser) bruke sementmørtel til å bygge hus i naturlig størrelse lag for lag. Den korte videoen nedenfor presenterer en kinesisk-laget 3D-skriverprototype som bygde ti hus på 24 timer: 

Etter hvert som denne teknologien modnes, vil massive 3D-skrivere skrive ut omfattende utformede boliger og til og med hele høyhus enten i deler (husk de 3D-printede, prefabrikerte bygningskomponentene beskrevet tidligere) eller i sin helhet på stedet. Noen eksperter spår at disse gigantiske 3D-skriverne midlertidig kan settes opp i voksende lokalsamfunn der de vil bli brukt til å bygge hus, samfunnshus og andre fasiliteter rundt dem. 

Totalt sett er det fire viktige fordeler som disse fremtidige 3D-skriverne vil introdusere for byggebransjen: 

Kombinere materialer. I dag kan de fleste 3D-skrivere bare skrive ut ett materiale om gangen. Eksperter anslår at disse 3D-skriverne i konstruksjonsskala vil kunne skrive ut flere materialer samtidig. Dette kan inkludere forsterkning av plast med grafenglassfibre for å skrive ut bygninger eller bygningskomponenter som er lette, korrosjonsbestandige og utrolig sterke, samt utskrift av plast sammen med metaller for å skrive ut virkelig unike strukturer. 

Materialstyrke. På samme måte vil det å kunne skrive ut mer allsidige materialer tillate disse 3D-skriverne å bygge betongvegger som er vesentlig sterkere enn de fleste nåværende konstruksjonsformer. For referanse kan konvensjonell betong bære en trykkspenning på 7,000 pund per kvadrattomme (psi), med opptil 14,500 som anses som høyfast betong. En tidlig prototype 3D-printer av Contour Crafting var i stand til å skrive ut betongvegger med en imponerende 10,000 XNUMX psi. 

Billigere og mindre sløsing. En av 3D-utskrifts største fordeler er at den lar utviklere redusere mengden avfall som er involvert i byggeprosessen betydelig. For eksempel innebærer dagens byggeprosesser innkjøp av råvarer og standardiserte deler for så å kutte ut og sette sammen de ferdige bygningskomponentene. Overflødig materiale og skrap har tradisjonelt vært en del av kostnadene ved å drive forretning. I mellomtiden lar 3D-utskrift utviklere skrive ut ferdige bygningskomponenter helt etter spesifikasjoner uten å kaste bort en dråpe betong i prosessen. 

Noen eksperter forutsi at dette kan kutte byggekostnadene med så mye som 30 til 40 prosent. Utviklere vil også finne kostnadsbesparelser i reduserte materialtransportkostnader og i reduksjon av total menneskelig arbeidskraft som trengs for å bygge strukturer.  

Produksjonshastighet. Til slutt, som nevnt tidligere av den kinesiske oppfinneren hvis 3D-skriver bygget ti hus på 24 timer, kan disse skriverne redusere tiden som trengs for å bygge nye strukturer betydelig. Og i likhet med punktet ovenfor, vil enhver reduksjon i byggetid bety betydelige kostnadsbesparelser for ethvert byggeprosjekt. 

Willy Wonky-heiser hjelper bygninger med å nå nye høyder

Like banebrytende som disse 3D-skriverne i konstruksjonsskala vil bli, er de ikke den eneste banebrytende innovasjonen som skal ryste opp byggebransjen. Det kommende tiåret vil se introduksjonen av ny heisteknologi som vil tillate bygninger å stå høyere og med langt mer forseggjorte former. 

Tenk på dette: I gjennomsnitt kan konvensjonelle ståltauheiser (de som kan ta 24 passasjerer) veie opptil 27,000 130,000 kilo og forbruke 24 7 kWh per år. Dette er tunge maskiner som må jobbe XNUMX/XNUMX for å få plass til de seks heisturene per dag en gjennomsnittlig person bruker. Så mye som vi kanskje klager når bygningens heis av og til går på fritz, er det faktisk utrolig at de ikke går ut av drift oftere enn de gjør. 

For å møte den krevende arbeidsbelastningen sliter disse heisene seg gjennom i hverdagen, liker bedrifter kone, har utviklet nye, ultralette heiskabler som dobler heisens levetid, reduserer friksjonen med 60 prosent og energiforbruket med 15 prosent. Innovasjoner som disse vil tillate heiser å stige opp til 1,000 meter (en kilometer), det dobbelte av hva som er mulig i dag. Det vil også gjøre det mulig for arkitekter å designe stadig høyere fremtidige bygninger.

Men enda mer imponerende er det nye heisdesignet til det tyske selskapet ThyssenKrupp. Heisen deres bruker ikke kabler i det hele tatt. I stedet bruker de magnetisk levitasjon (maglev) for å skyve heishyttene opp eller ned, på samme måte som Japans svevende høyhastighetstog. Denne innovasjonen gir noen spennende fordeler, for eksempel: 

• Ingen flere høydebegrensninger på bygninger – vi kan begynne å bygge bygninger i sci-fi-høyder;
• Raskere service siden maglev-heiser produserer ingen friksjon og har langt færre bevegelige deler;
• Heiskabiner som kan bevege seg horisontalt, så vel som vertikalt, Willy Wonka-stil;
• Muligheten til å koble sammen to tilstøtende heissjakter slik at en heishytte kan kjøre opp den venstre sjakten, flytte over til høyre sjakt, reise nedover høyre sjakt og overføre tilbake til venstre sjakt for å starte neste rotasjon;
• Muligheten for flere hytter (dusinvis i høyhus) til å reise rundt i denne rotasjonen sammen, noe som øker heistransportkapasiteten med minst 50 prosent, samtidig som heisventetiden reduseres til mindre enn 30 sekunder.

Se ThyssenKrupps korte video nedenfor for en illustrasjon av disse maglev-heisene i aksjon: 

Arkitektur i fremtiden

Robotkonstruksjonsarbeidere, 3D-printede bygninger, heiser som kan reise horisontalt – på slutten av 2030-tallet vil disse innovasjonene rive ned praktisk talt alle tekniske veisperringer som for tiden begrenser arkitektenes fantasi. 3D-printere vil tillate bygging av bygninger med uhørt geometrisk kompleksitet. Designtrender vil bli mer frie og organiske. Nye former og nye kombinasjoner av materialer vil gjøre det mulig for helt ny postmoderne bygningsestetikk å dukke opp på begynnelsen av 2030-tallet. 

I mellomtiden vil nye maglev-heiser fjerne alle høydebegrensninger, samt introdusere en ny modus for bygning-til-bygning transport, siden horisontale heissjakter kan bygges inn i nabobygninger. På samme måte, akkurat som tradisjonelle heiser tillot oppfinnelsen av høye høyhus, kunne horisontale heiser også føre til utviklingen av høye og brede bygninger. Med andre ord vil enkelt høyhus som dekker en hel byblokk bli mer vanlig siden horisontale heiser vil gjøre det lettere å bevege seg rundt dem. 

Til slutt vil robotene og prefabrikerte bygningskomponenter få byggekostnadene ned så lave at arkitekter vil få langt mer kreativt spillerom med sine design fra tidligere pengekrevende utviklere. 

Sosial effekt av billige boliger

Når de brukes sammen, vil innovasjonene beskrevet ovenfor betydelig redusere kostnadene og tiden som trengs for å bygge nye boliger. Men som alltid gir ny teknologi både positive og negative bivirkninger. 

Det negative perspektivet ser at overfloden av nye boliger muliggjort av disse teknologiene raskt vil rette opp ubalansen mellom tilbud og etterspørsel i boligmarkedet. Dette vil begynne å senke boligprisene over hele linjen i de fleste byer, og påvirke nåværende huseiere negativt som er avhengige av den økende markedsverdien av boligene deres for deres eventuelle pensjonisttilværelse. (For å være rettferdig, vil boliger i populære eller høyinntektsdistrikter beholde mer av sin verdi sammenlignet med gjennomsnittet.)

Ettersom boligprisveksten begynner å flate på midten av 2030-tallet, og kanskje til og med tømmes, vil spekulative huseiere begynne å selge overskuddseiendommene sine i massevis. Den utilsiktede effekten av alle disse individuelle salgene vil være den enda kraftigere nedgangen i boligprisene, ettersom det totale boligmarkedet vil bli et kjøpermarked for første gang på flere tiår. Denne hendelsen vil føre til en kortvarig lavkonjunktur på regionalt eller til og med globalt nivå, hvor omfanget ikke kan forutsies på dette tidspunktet. 

Til syvende og sist vil boliger til slutt bli så mange innen 2040-årene at markedet vil bli commoditized. Å eie et hjem vil ikke lenger bety investeringsappell fra tidligere generasjoner. Og med den kommende introduksjonen av Grunninntekt, beskrevet i vår Future of Work serie, vil samfunnspreferanser gå over til å leie enn å eie bolig. 

Nå er et positivt perspektiv litt mer åpenbart. Yngre generasjoner priset ut av boligmarkedet vil endelig være i stand til å eie sine egne hjem, noe som gir dem et nytt nivå av uavhengighet i en tidligere alder. Hjemløshet vil bli en ting fra fortiden. Og fremtidige flyktninger som tvinges ut av hjemmene sine fra krig eller klimaendringer, vil bli innlosjert med verdighet. 

I det hele tatt føler Quantumrun de samfunnsmessige fordelene ved det positive perspektivet oppveier den midlertidige økonomiske smerten ved det negative perspektivet.

Future of Cities-serien vår har bare så vidt begynt. Les de neste kapitlene nedenfor.

Future of city-serien

Vår fremtid er urban: Future of Cities P1

.Planlegging av morgendagens megabyer: Future of Cities P2

Hvordan førerløse biler vil omforme morgendagens megabyer: Future of Cities P4    

Tetthetsskatt for å erstatte eiendomsskatten og få slutt på overbelastning: Future of Cities P5

Infrastructure 3.0, gjenoppbygging av morgendagens megabyer: Future of Cities P6