基于CiteSpace軟件的綠色建筑知識圖譜分析

張琳，陳立文，曹江紅，張友全

（1.山東建筑大學(xué) 管理工程學(xué)院，山東 濟南250101；2.河北工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，天津300401）

0 引言

在不斷加速的城市化進程中，建筑業(yè)高投入、高消耗、高排放和低效率的粗放式發(fā)展方式給經(jīng)濟社會造成了巨大的隱患［1］。綠色建筑能促進人、自然與建筑之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，引起了世界范圍內(nèi)學(xué)者的關(guān)注，形成了大量的研究成果。何清華以web of science數(shù)據(jù)庫中SCI和SSCI引文索引的591篇文獻為數(shù)據(jù)源，分析了國外數(shù)據(jù)庫中綠色低碳建筑研究的知識圖譜［2］，將知識圖譜的研究方法引入了綠色建筑研究領(lǐng)域。但目前尚未發(fā)現(xiàn)以中文數(shù)據(jù)庫收錄的綠色建筑文獻為樣本，利用知識圖譜理論的可視化技術(shù)，系統(tǒng)而全面地梳理我國綠色建筑既有研究成果的文章。對綠色建筑知識圖譜的分析研究為把握綠色建筑領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和研究熱點提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，為綠色建筑的發(fā)展提供了理論參考。文章采用Citespace軟件，分析了綠色建筑領(lǐng)域的熱點、前沿和發(fā)展趨勢，有利于構(gòu)建綠色建筑研究知識庫，為學(xué)者更快捷地了解綠色建筑研究現(xiàn)狀及深入地開展綠色建筑前沿研究提供借鑒和參考。

文章以2000～2015年間CNKI數(shù)據(jù)庫收錄的中文核心期刊及行業(yè)影響較大的期刊《建筑經(jīng)濟》、《建筑節(jié)能》、《工程管理學(xué)報》中的978篇中文文獻為數(shù)據(jù)源，采用Citespace軟件技術(shù)，通過軟件附帶的文獻計量方法、數(shù)據(jù)挖掘算法和信息可視化方法，呈現(xiàn)綠色建筑研究的知識圖譜。

1 數(shù)據(jù)來源與Citespace軟件概述

1.1 數(shù)據(jù)來源

文章數(shù)據(jù)來源于CNKI數(shù)據(jù)庫中上述期刊中收錄的文獻，數(shù)據(jù)獲取時間為2017年3月26日。關(guān)鍵詞設(shè)定為“綠色建筑“或“低碳建筑”或“可持續(xù)建筑”或“生態(tài)建筑”，時間段設(shè)定為“2000～2015”，共檢索到1666條。逐條對文獻進行檢驗，人工剔除資訊類信息、會議類信息、訪談及重復(fù)文獻等無效信息后，經(jīng)篩選共得到有效文獻978篇，作為綠色建筑知識圖譜分析的主要數(shù)據(jù)。

1.2 Citespace軟件概述

2004年，陳超美開發(fā)了Citespace軟件系統(tǒng)，通過繪制科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的知識圖譜的方法，可視化地展現(xiàn)科學(xué)知識領(lǐng)域的信息全景，識別特定學(xué)科研究領(lǐng)域中的關(guān)鍵文獻、熱點研究和前沿方向［3］。Citespace軟件系統(tǒng)易于操作、一目了然并具有豐富美觀的可視化效果等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、食品、管理學(xué)、教育學(xué)等領(lǐng)域。

2 基于CiteSpace的綠色建筑知識圖譜分析

2.1 文獻數(shù)量時間知識圖譜分析

對有效文獻進行初步的年度統(tǒng)計分析，形成對綠色建筑研究領(lǐng)域的初步認知，有助于掌握研究所處階段和發(fā)展動態(tài)［4］。在觀察期（2000～2015年）內(nèi)，國內(nèi)與綠色建筑研究相關(guān)的文獻數(shù)量在2000～2008年呈波動式增長，從2000年每年不足20篇到2008年的近40篇，說明此階段綠色建筑研究剛剛起步，已引起國內(nèi)學(xué)術(shù)界的關(guān)注；隨后2008～2012年間文獻數(shù)量整體上呈遞增的態(tài)勢，2012年研究成果達140篇，更多的研究者進入綠色建筑研究領(lǐng)域，研究熱度不斷升高；2013～2014年間綠色建筑研究文獻數(shù)量急劇下跌的現(xiàn)象，表明對綠色建筑的研究出現(xiàn)了短期的縮減，可能與2013年實施的房地產(chǎn)調(diào)控市場化改革有關(guān)，住宅投資增速下降，綠色建筑研究隨之也進入瓶頸階段；2015年綠色建筑研究文獻發(fā)表數(shù)量又大幅度上升，標(biāo)志著綠色建筑研究經(jīng)過短期停滯后再次成為研究熱點，如圖1所示。

圖1 出版文獻數(shù)量圖

2.2 綠色建筑載文期刊知識圖譜分析

由于CiteSpace軟件無法對CNKI數(shù)據(jù)源進行期刊共被引分析，研究直接利用CNKI原始數(shù)據(jù)對綠色建筑的載文期刊進行描述性分析。2000～2015年間載文量前10位的期刊名錄見表1。其中，《建筑學(xué)報》、《建筑節(jié)能》、《施工技術(shù)》等期刊是載文最多的期刊；《建筑科學(xué)》、《工業(yè)建筑》、《城市發(fā)展研究》和《給水排水》等均為雙核心期刊；《建筑經(jīng)濟》雖為普通期刊，但其復(fù)合影響因子值達到了1.143。期刊文獻反映出綠色建筑的研究重點，從單一的綠色建筑設(shè)計、綠色建筑施工技術(shù)到綠色建筑經(jīng)濟與管理等方面，表現(xiàn)出了多元化發(fā)展的特點。

表1 前10位載文期刊源表

2.3 主要機構(gòu)和作者知識圖譜分析

通過統(tǒng)計主要機構(gòu)和對作者分布的分析，有助于找出綠色建筑研究領(lǐng)域更具有研究力量的機構(gòu)和作者。在CiteSpace軟件主界面上，Node Types設(shè)置為Institution，繪制主要機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聚類圖譜，如圖2所示。圖譜節(jié)點處機構(gòu)名字字體越大表示機構(gòu)發(fā)文量越多。結(jié)果顯示，國內(nèi)綠色建筑的研究機構(gòu)以高校和研究院為主，發(fā)文前3名的機構(gòu)分別為中國建筑科學(xué)研究院（共21篇）、清華大學(xué)（共19篇）和天津大學(xué)（共18篇），說明國家重點高校和綜合實力較強的研究院為綠色建筑發(fā)文主陣地。圖2中主要聚類包括清華大學(xué)、重慶大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院和天津大學(xué)，以及規(guī)模相對較小的群組。

圖2 主要機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聚類圖譜圖

在CiteSpace軟件主界面上，Node Types設(shè)置為Author，繪制主要作者網(wǎng)絡(luò)聚類圖譜，圖譜節(jié)點處作者名字字體越大表示作者發(fā)文量越多，如圖3所示。發(fā)文量排前幾位的作者基本來自高等院校或研究院，劉加平院士是我國綠色建筑學(xué)科的主要學(xué)術(shù)帶頭人之一，在西部低能耗與綠色建筑模式、地域性民居建筑再生與發(fā)展等方面取得了突出研究成果，建立的黃土高原綠色住區(qū)示范基地，實現(xiàn)了綠色建筑與自然環(huán)境的“天人合一”；柴宏祥在綠色建筑節(jié)水項目技術(shù)措施和經(jīng)濟性評價方面發(fā)表一系列高水平研究成果［5-7］；秦旋在綠色全壽命周期內(nèi)綠色建筑風(fēng)險測量及評價方面進行實證研究，彌補了綠色建筑項目管理實證研究的不足［8-9］；孫大明針對我國綠色建筑增量成本的調(diào)查分析的文獻也獲得了較高的引用量［10-11］。

圖3 作者網(wǎng)絡(luò)聚類圖譜圖

2.4 關(guān)鍵詞和研究熱點知識圖譜分析

使用CiteSpace軟件對研究對象的關(guān)鍵詞進行分析，關(guān)鍵詞圖譜能在一定程度上展示綠色建筑研究的熱點領(lǐng)域，頻次較高的關(guān)鍵詞常為研究熱點問題［12］。為了提高共現(xiàn)詞聚類準確度，將綠色建筑評價標(biāo)準（評價體系、評估體系、綠色建筑評價、評價指標(biāo)體系、綠色建筑評價標(biāo)準、綠色建筑評價體系）、綠色建筑激勵機制（經(jīng)濟激勵、激勵政策、政策激勵）、演化博弈（進化博弈、非對稱博弈、博弈分析、博弈論、博弈模型）等同類關(guān)鍵詞進行合并，Node Type選擇為keyword，閾值設(shè)置為15后，運行軟件得到關(guān)鍵詞知識圖譜，出現(xiàn)頻次越高的關(guān)鍵詞在圖譜中節(jié)點越大，如圖4所示。其中，“綠色建筑”出現(xiàn)頻次最高，其次為“評價標(biāo)準”、“可持續(xù)發(fā)展”、“建筑節(jié)能”和“綠色施工”等。

圖4 綠色建筑研究關(guān)鍵詞圖譜圖

按照關(guān)鍵詞頻次前10位排序統(tǒng)計，分布狀況見表2。結(jié)合關(guān)鍵詞知識譜圖可見，我國綠色建筑研究成果主要圍繞國內(nèi)外綠色建筑評價、建筑節(jié)能、綠色施工、可再生能源、生態(tài)城市和綠色建筑激勵機制等方面，而結(jié)合信息化和產(chǎn)業(yè)化背景、綠色建筑BIM技術(shù)應(yīng)用、綠色建筑與住宅產(chǎn)業(yè)化和裝配式建筑的研究成果較少。

表2 關(guān)鍵詞頻次排序表

2.5 突發(fā)主題知識圖譜分析

利用CiteSpace軟件提取研究文獻中的突發(fā)詞，相比于傳統(tǒng)的高頻關(guān)鍵詞分析，突發(fā)主題更適合探測學(xué)科發(fā)展的新興趨勢和突然變化［13］。在CiteSpace軟件界面中，f（x）值設(shè)為 3，Minimum Duration設(shè)為1，得到10個突發(fā)性共現(xiàn)詞，見表3。其中，年份為這個共現(xiàn)詞首次出現(xiàn)的年份；強度代表突發(fā)強度；開始時間結(jié)束時間代表突發(fā)的時間段，表明共現(xiàn)詞在突發(fā)時間段內(nèi)成為研究熱點。

2000～2001年間可持續(xù)發(fā)展、綠色建材、生態(tài)環(huán)境等主題的出現(xiàn)時間較早，符合綠色建筑早期側(cè)重于綠色建筑技術(shù)、設(shè)計和建材的研究情況，并形成了較多且成熟的研究成果；2010～2011年全壽命周期、低碳城市和激勵機制等研究主題的出現(xiàn)符合綠色建筑發(fā)展從單體建筑到綠色生態(tài)城區(qū)的轉(zhuǎn)化時期的特點，以及從政府的角度制定經(jīng)濟激勵措施引導(dǎo)綠色建筑規(guī)模化推廣的現(xiàn)實；2012年綠色建筑技術(shù)研究再次成為研究熱點，成熟的綠色技術(shù)是綠色建筑的基本保證。而2012～2014年可再生能源、評價指標(biāo)和增量成本成為近3年的熱點研究主題。

2.6 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類知識圖譜分析

在關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜的基礎(chǔ)上，通過 Loglikelihood ratio的 p-leve算法［14］，對關(guān)鍵詞聚類進行自動標(biāo)識，CiteSpace軟件將關(guān)鍵詞聚類成25類，選取其中較大的7個聚類為研究對象，如圖5所示。Modularity是網(wǎng)絡(luò)模塊化的評價指標(biāo)，數(shù)值越大，表示網(wǎng)絡(luò)聚類越顯著，當(dāng)Modularity＞0.3就說明網(wǎng)絡(luò)社團顯著，由圖5可知 Modularity網(wǎng)絡(luò)圖值 Q為0.7339，符合要求。Silhouette用來衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的指標(biāo)，越接近1，同質(zhì)性越高。當(dāng) Silhouette＞0.7時，表示具有高信度；Silhouette＞0.5時，即可認為聚類是合理的。由圖5可知網(wǎng)絡(luò)圖值Silhouette為0.687，滿足軟件的要求。關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類詳細信息，見表4。聚類0到6包含152個至28個節(jié)點，S值在0.853～0.996之間，說明所有的聚類規(guī)模理想，主題比較明確。選擇其中前3位的關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類進行詳細分析。

表3 關(guān)鍵詞頻次排序表

圖5 綠色建筑關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類圖譜圖

表4 共現(xiàn)詞網(wǎng)絡(luò)聚類表

（1）既有建造綠色改造

目前國內(nèi)既有建筑的總建筑面積已超過500億m2，但其中綠色建筑的面積僅為1.627億m2［15］。絕大多數(shù)既有建筑是存量的非綠色建筑，存在能源消耗量大、工作生活舒適性差和社區(qū)使用功能有待提升等問題。有關(guān)文獻研究了既有建筑改造中技術(shù)、市場機制、綜合效益和激勵機制等方面的問題，包括對國內(nèi)既有建筑改造結(jié)構(gòu)與功能材料的應(yīng)用及發(fā)展的分析［16］、對國內(nèi)既有建筑改造市場研究及運行機制設(shè)計的分析［17］、對節(jié)能改造項目綜合效益評價研究動態(tài)的分析［18］和對既有建筑節(jié)能改造市場發(fā)展協(xié)同激勵模型及實施路徑分析［19］。李百戰(zhàn)針對既有建筑綠色化改造所涉及的問題提出從政策層面、環(huán)境層面、社會層面和技術(shù)層面等方面制定改造技術(shù)策略［15］；郭漢丁團隊是國內(nèi)既有建筑改造研究的高產(chǎn)團隊，在既有建筑市場發(fā)展激勵路徑、既有建筑節(jié)能改造項目風(fēng)險管理、風(fēng)險共擔(dān)機理、節(jié)能改造政策有效性評價、綜合效益評價、政策法規(guī)體系構(gòu)建和合同能源管理貢獻大量的研究成果［18-19］。2016年，中央城市工作會議提出“城市修補”，城市老舊小區(qū)綠色化改造是增加我國有效投資的新途徑［20］，既有建筑綠色改造預(yù)期將成為綠色建筑下一個階段的研究熱點問題。

（2）綠色建筑評價

綠色建筑評價一直備受國內(nèi)外關(guān)注，文獻數(shù)量位居首位。自2006年我國第一部綠色建筑評價標(biāo)準GB／T 50378—2006《綠色建筑評價標(biāo)準》出臺，國內(nèi)學(xué)者研究了不同的綠色建筑評價方法，包括采用綜合評價方法、評價指標(biāo)體系、層次分析法與專家分析咨詢法等，提出了適合我國國情的綠色建筑評價體系研究［21］；通過比較分析英國的 BREEAM（Building Research Establishment Environmental Assessment Method）、美國的 LEED（Leadership in Energy Environment Design）、加拿大的 GBC（Green Building Challenge）、澳大利亞的 NABERS（National Australian Building Environmental Rating System）、日本的CASBEE（Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency）等發(fā)達國家較為成熟的綠色建筑評價體系優(yōu)點和局限性，為我國綠色建筑標(biāo)準的改進提供了參考［22］。2015年1月1日 起，實 施 GB／T 50378—2014《綠 色 建 筑 評價標(biāo)準》，之后出現(xiàn)新一輪綠色建筑評價的研究熱潮，包括新版《綠色建筑評價標(biāo)準》縱橫比較研究［23］，應(yīng)用群層次分析法和證據(jù)推理法綠色建筑評價［24］，基于博弈論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綠色建筑評價［25］，基于綜合評判法［26］?？傮w上看，采用復(fù)雜的評價工具和方法開展綠色建筑評價，使得評價過程更加準確。

（3）綠色生態(tài)設(shè)計與教學(xué)理念

國內(nèi)自大力推行綠色建筑以來，學(xué)術(shù)領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果。同樣，綠色建筑生態(tài)設(shè)計與教學(xué)也成為諸多高等院校和科研機構(gòu)教學(xué)和研究的重點，成立了分別由西安建筑科技大學(xué)、山東建筑大學(xué)和天津城建大學(xué)主導(dǎo)的陜西省西部、山東省和天津市綠色建筑協(xié)同創(chuàng)新中心，集聚高等院校、科研機構(gòu)、設(shè)計院和企業(yè)的優(yōu)勢力量，成為綠色技術(shù)研發(fā)、示范推廣的產(chǎn)業(yè)基地。高等院校需要與時俱進地完善可操作性強的綠色建筑設(shè)計理論與方法，培養(yǎng)符合時代要求的綠色建筑領(lǐng)域?qū)I(yè)人才。研究成果包括基于BIM信息化技術(shù)合理制定綠色建筑技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)，將“綠色”措施融入到專業(yè)課程中［27］；探討綠色建筑設(shè)計教學(xué)模式，提出以整體設(shè)計、專業(yè)融合為核心的“并行式”的綠色建筑設(shè)計教學(xué)實踐，培養(yǎng)綠色建筑設(shè)計人才［28］；湖北工業(yè)大學(xué)成立綠色建筑虛擬仿真實驗教學(xué)中心，研究團隊構(gòu)建綠色建筑虛擬仿真實驗框架，從教學(xué)內(nèi)容、平臺、共享機制和管理機制4個方面發(fā)揮虛擬仿真中心實驗教學(xué)和科研的作用［29］。

（4）住宅產(chǎn)業(yè)化，成本效益預(yù)測

綠色建筑的建造涵蓋建筑設(shè)計、綠色建材、綠色技術(shù)等方面，在工廠中建造綠色建筑部件后現(xiàn)場安裝可減少現(xiàn)場作業(yè)，降低二氧化碳的排放量。因此住宅產(chǎn)業(yè)化是發(fā)展綠色建筑的重要途徑之一，但是住宅產(chǎn)業(yè)化剛剛起步，存在核心技術(shù)尚不成熟，住宅產(chǎn)業(yè)化部品生產(chǎn)與住宅建設(shè)脫節(jié)，產(chǎn)品的使用與工程技術(shù)脫節(jié)，住宅工程質(zhì)量難以保證的問題［30］。結(jié)合住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的成本效益分析，綠色建筑技術(shù)集成住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展將有廣闊的發(fā)展空間。

（5）綠色施工和節(jié)能減排

綠色建筑與綠色施工的范圍以及綠色施工各種評價方法相關(guān)，大型施工企業(yè)在《施工技術(shù)》發(fā)表了大量綠色施工的論文，多偏向于工程項目實踐研究。

在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)和供給側(cè)改革不斷深化的背景下，政府承擔(dān)節(jié)能減排和溫室氣體釋放降低的社會責(zé)任。如何引導(dǎo)開發(fā)商供應(yīng)綠色住宅，抑制高污染、高能耗和高排放的低端建筑產(chǎn)品供應(yīng)，推動我國建筑行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，將成為房地產(chǎn)綠色轉(zhuǎn)型的一個重要方向。

（6）績效綜合評價

在綠色建筑全壽命周期內(nèi)，應(yīng)重視運營階段的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，培訓(xùn)并組建專業(yè)化的綠色建筑物業(yè)管理團隊，去除消費者對綠色建筑產(chǎn)品效益后驗性的顧慮，引導(dǎo)消費者理性購買綠色建筑，逐步形成成熟的綠色建筑市場。

3 結(jié)論

文章采用CiteSpace軟件的可視化技術(shù)，繪制了2000～2015年國內(nèi)綠色建筑研究的知識圖譜，研究結(jié)果表明：

（1）通過對綠色建筑載文期刊的知識圖譜分析得知，綠色建筑的研究重點呈現(xiàn)出從單一的綠色建筑技術(shù)、綠色建筑施工技術(shù)研究演變?yōu)槎嗑S度多視角交叉融合的研究趨勢；

（2）通過關(guān)鍵詞和研究熱點、突發(fā)主題分析及關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類知識圖譜分析得知，我國現(xiàn)階段綠色建筑研究包含既有建筑綠色改造、綠色建筑評價、綠色建筑設(shè)計與教學(xué)模式、住宅產(chǎn)業(yè)化、綠色施工、溫室氣體排放和綠色建筑綜合績效評價7大研究熱點問題。

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