中國綠色施工研究現(xiàn)狀與趨勢
----基于2005—2020國內(nèi)文獻知識圖譜分析

汪振雙, 孫劍書

(東北財經(jīng)大學 投資工程管理學院, 遼寧 大連 116023 )

隨著全球資源能源供應(yīng)日趨緊張,人們更加重視綠色可持續(xù)化發(fā)展.綠色發(fā)展在建筑領(lǐng)域也同樣得到了應(yīng)用和推廣.建筑行業(yè)從先污染后治理到現(xiàn)在發(fā)展與治理并重;從人力施工到如今的人工智能;從施工建造到現(xiàn)在智慧工地,綠色施工已經(jīng)成為工程施工未來主要的發(fā)展方向.張琳等利用CiteSpace軟件對CNKI數(shù)據(jù)庫中綠色建筑進行知識圖譜研究,認為綠色建筑研究向多維融合方向發(fā)展,并找出7大綠色建筑相關(guān)熱點問題[1].王君林等對國內(nèi)綠色施工評價發(fā)展歷程進行知識圖譜研究,并針對裝配式建筑發(fā)展問題提出意見[2].桂志剛等利用NoteExpress和CiteSpace作為數(shù)據(jù)分析工具,對CNKI核心期刊和全部期刊發(fā)表的綠色建筑文章進行研究分析,得到綠色建筑研究作者、機構(gòu)的情況,以及綠色建筑熱點領(lǐng)域與前沿問題[3].本文從施工技術(shù)的角度對綠色施工發(fā)展進行研究,以2005—2020年間CNKI數(shù)據(jù)庫收錄的文獻為數(shù)據(jù)來源,采用CiteSpace軟件對國內(nèi)綠色施工研究熱點和前沿領(lǐng)域進行文獻知識圖譜分析并提出研究建議.

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于CNKI數(shù)據(jù)庫,獲取數(shù)據(jù)時間為2020年7月8日.利用CNKI高級檢索功能,在主題中檢索“綠色施工”并含“施工技術(shù)”,發(fā)表時間設(shè)定為“2005—2020年”,共檢索出文獻3469篇.通過人工刪選的方式,剔除外文文獻、會議記錄、報紙刊文等無效數(shù)據(jù),篩選出3249篇文獻數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù).基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均為期刊文章和碩、博士論文,據(jù)此進行綠色施工知識圖譜分析.

1.2 研究方法

數(shù)據(jù)分析采用CiteSpaceV軟件進行分析.CiteSpace是由陳超美博士基于Java語言開發(fā)的一款文獻統(tǒng)計分析類軟件,該軟件可以生動形象地表達學科結(jié)構(gòu)、重點分布、發(fā)展脈絡(luò),通過可視化分析可以探尋研究熱點和前沿領(lǐng)域.

2 綠色施工知識圖譜分析

2.1 文獻數(shù)據(jù)分析

利用CNKI自帶的文獻統(tǒng)計功能對在2005—2020年間發(fā)表的文獻進行統(tǒng)計分析,國內(nèi)對綠色施工的研究文獻發(fā)表數(shù)量總體呈現(xiàn)上升趨勢.2005年關(guān)于綠色施工發(fā)表文獻僅有2篇,隨后逐年增長,2016年后發(fā)文量明顯提升,2019年達到706篇.如此高的增長率可以說明綠色施工越來越受到人們的關(guān)注,研究的成果也是越來越多.從研究主題來看(圖1)(見封3),綠色施工研究主要集中在施工技術(shù)和綠色節(jié)能2個方面.施工管理和信息化技術(shù)也是研究人員重點關(guān)注的領(lǐng)域.

2.2 主要研究機構(gòu)

利用CiteSpace軟件的“Institution”功能對研究機構(gòu)論文發(fā)表情況進行分析,并導出研究機構(gòu)發(fā)文量排序表(表1).排名第1的是中建七局裝飾裝修工程有限公司,發(fā)文量為18篇.排名第2的是中國建筑第七工程局有限公司,發(fā)文量為17篇.第3名為山西四建集團有限公司,發(fā)文量為17篇.從表1可以看到,綠色施工主要科研力量是工程類公司,并且中國建筑集團下屬公司占據(jù)了前10名研究機構(gòu)一半的名額,說明國有施工企業(yè)在綠色施工方面做出了重要貢獻.而且,根據(jù)公司的主要經(jīng)營范圍來看,綠色施工主要研究領(lǐng)域多數(shù)在建筑工程領(lǐng)域,在裝飾裝修方面有突出體現(xiàn).

表1 研究機構(gòu)發(fā)文量排名

2.3 作者統(tǒng)計

對國內(nèi)研究綠色施工的作者進行統(tǒng)計分析,利用CiteSpace軟件“Author”對發(fā)文作者進行分析,并導出研究作者發(fā)文量排序表(表2).排名第1的是中國建筑股份有限公司的肖緒文,主要研究領(lǐng)域為綠色建筑;綠色建造;排名第2的是河北科工建筑工程集團有限公司孫志淑,主要研究領(lǐng)域為綠色施工技術(shù)運用;排名第3的是中國建筑股份有限公司的馮大闊,主要研究領(lǐng)域是綠色建造、裝配式建筑和建筑垃圾處理；排名第4的是中國建筑第三工程局第一建設(shè)工程有限責任公司的李聰,主要研究方向是BIM、綠色建筑智能化、減量化；排名第5的是北京六建集團公司的張莉莉,主要研究方向是超高層建筑、BIM技術(shù)、施工技術(shù)優(yōu)化設(shè)計.

表2 研究作者發(fā)文量排名

2.4 關(guān)鍵詞及研究熱點知識圖譜分析

選擇CiteSpace軟件的“Keyword”功能對綠色施工進行關(guān)鍵詞分析(圖2).關(guān)鍵詞圖譜有效反映了研究熱點領(lǐng)域,字體和背景圓環(huán)的大小代表出現(xiàn)次數(shù)的高低和熱點的強弱.根據(jù)圖2(見封3)顯示,關(guān)鍵詞“綠色施工”背景圓環(huán)最大,為研究的熱點.關(guān)鍵詞“綠色施工技術(shù)”“應(yīng)用”“建筑節(jié)能”“建筑工程”背景圓環(huán)相差不大,范圍較小,并且分布在“綠色施工”背景圓環(huán)范圍內(nèi),是其研究領(lǐng)域下的熱點.對關(guān)鍵詞出現(xiàn)次數(shù)進行排序并導出前10高頻關(guān)鍵詞(表3),分別是綠色施工、綠色施工技術(shù)、施工技術(shù)、建筑工程、應(yīng)用、綠色節(jié)能、綠色建筑、建筑施工、施工、可持續(xù)發(fā)展.通過高頻關(guān)鍵詞可以看到國內(nèi)綠色施工主要圍繞施工技術(shù)展開,重點強調(diào)施工應(yīng)用,建筑工程領(lǐng)域是研究的重點領(lǐng)域.結(jié)合當下綠色施工熱點來看,信息化和產(chǎn)業(yè)化的研究成果相對較少.

表3 關(guān)鍵詞頻次排序Table 3 Keyword frequency ranking

相比于高頻關(guān)鍵詞分析,關(guān)鍵突現(xiàn)詞更能表現(xiàn)科研主題變化和發(fā)展新動向.2005—2015年,建筑裝飾裝修工程、評價體系、可持續(xù)發(fā)展、超高層建筑、施工企業(yè)等關(guān)鍵突現(xiàn)詞陸續(xù)出現(xiàn),表明綠色施工早期開展領(lǐng)域、理念和評價體系的建立.2009—2016年,技術(shù)措施、“四節(jié)一環(huán)?！?、建筑垃圾、新技術(shù)、企業(yè)管理、施工現(xiàn)場等關(guān)鍵突現(xiàn)詞相繼成為研究熱點,這期間主要表現(xiàn)標準體系,概念建立后,主要研究重點在技術(shù)、管理、應(yīng)用等方面.2017年以后,BIM技術(shù)、綠色節(jié)能施工技術(shù),管理創(chuàng)新成為近3年的研究熱點.這表明了綠色施工向著信息化,節(jié)能化和創(chuàng)新性方向發(fā)展.

1) BIM技術(shù).BIM(building information modeling)技術(shù)全稱建筑信息模型.BIM技術(shù)能夠在全壽命周期內(nèi)整合設(shè)計、建造等環(huán)節(jié)各類動態(tài)信息,實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時交換,信息共享,是目前廣泛使用的一種信息技術(shù)[4].BIM技術(shù)可以實現(xiàn)三維動態(tài)模擬演示,空間設(shè)計優(yōu)化;可以減少無效施工,重復(fù)施工,返工的情況;可以實現(xiàn)快速算量,精準計劃;還可以模擬協(xié)同作業(yè)和碰撞檢查等[5].BIM技術(shù)有效提高了施工各方的溝通效率,加強了施工管理,減少了資源浪費,為綠色施工建造提供了技術(shù)支持.

2) 綠色節(jié)能施工技術(shù).綠色節(jié)能施工技術(shù)旨在體現(xiàn)“以人為本,以環(huán)境為本”,與傳統(tǒng)粗放型施工技術(shù)相比,更具有人性化和集約化特點[6].綠色節(jié)能施工技術(shù)不僅要有完善的技術(shù)標準和規(guī)范的指導,還要注重新型綠色節(jié)能環(huán)保材料的利用.建筑工程中,房屋屋面、外墻、門窗是綠色節(jié)能施工的重點研究對象,對建筑物的保溫隔熱,防止能源流失起到重要作用[7].綠色節(jié)能施工技術(shù)要具有引導性和可推廣性.要符合當下的主流施工技術(shù),不能為了凸顯綠色節(jié)能而忽視其經(jīng)濟性和可行性.

3) 管理創(chuàng)新.傳統(tǒng)施工大多是粗放式經(jīng)營,對管理問題不夠重視,往往也沒有兼顧環(huán)境問題和社會問題.管理創(chuàng)新應(yīng)遵循綠色發(fā)展理念,既要有技術(shù)管理創(chuàng)新和施工管理創(chuàng)新,也要有管理模式的創(chuàng)新.管理創(chuàng)新應(yīng)著重于提高建筑質(zhì)量、加強施工控制、減少事故發(fā)生和環(huán)境污染.同時,能夠最大程度減少資源浪費,實現(xiàn)建筑工程經(jīng)濟和社會問題雙贏,保護生態(tài)環(huán)境,維護社會穩(wěn)定[8].管理創(chuàng)新既要注重管理人才的培養(yǎng),也要注重基層人員的培訓教育,構(gòu)建合理組織體系.

2.5 關(guān)鍵詞聚類及研究前沿知識圖譜分析

在關(guān)鍵詞分析的基礎(chǔ)上對關(guān)鍵詞進行聚類,自動識別的聚類共有58類.聚類有2項重要指標:模塊值M(modularity)和輪廓值S(silhouette).當M>0.3且S>0.5時,就認為聚類是成功合理的.此次聚類M=0.763 4,S=0.755 7,均滿足要求.

對CiteSpace軟件自動識別最大的6個聚類進行匯總(表4).分別是#0應(yīng)用、#1綠色建筑、#2綠色施工、#3建筑垃圾、#4施工技術(shù)、#5建筑施工企業(yè).下面結(jié)合高被引文獻和最新研究文獻對聚類進行簡要分析.

表4 關(guān)鍵詞共詞聚類信息表Table 4 Co-word clustering information of keyword

1) 應(yīng)用.在實際工程中,工程施工更加強調(diào)施工應(yīng)用,任何施工的新方法、新材料、新技術(shù)都要通過應(yīng)用來進行檢驗,只有在實際應(yīng)用中得到提高才能證明其具有價值.例如現(xiàn)代施工不僅要有綠色理念的加入,還要結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,達到信息化、可視化、即時化[9],BIM技術(shù)即是在這種趨勢下應(yīng)運而生的新技術(shù).BIM技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)了各參建方的數(shù)據(jù)信息,以數(shù)據(jù)互通為基礎(chǔ),有效解決施工中的問題,現(xiàn)在大中型工程項目中均要求有BIM技術(shù)的應(yīng)用.除此之外,應(yīng)用的價值還應(yīng)具有可推廣性,便于從總體上取得降低資源消耗的成果.

2) 綠色建筑.綠色建筑有別于傳統(tǒng)建筑的定義,重新詮釋了建筑美學、結(jié)構(gòu)、色彩,將之視為生態(tài)循環(huán)的組成部分[10].2019年最新修訂的《綠色建筑評價標準》(GB/T50378—2019)將綠色建筑視為實現(xiàn)人與自然和諧共生的典范[11].我國自2006年開始,陸續(xù)出臺了一系列綠色建筑評價標準.評價標準體系的建立具有重要的意義,是綠色建筑和綠色施工的行動準則,也是管理機構(gòu)的監(jiān)督依據(jù).

3) 綠色施工.綠色施工秉承綠色建筑的理念,以可持續(xù)發(fā)展思想為基礎(chǔ),融入先進施工技術(shù),旨在保證建筑質(zhì)量、安全的基礎(chǔ)上,通過有效管理措施,實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！?低碳高效的施工[12].綠色施工標準較為嚴格,對人員、物資、管理都有較高的要求.現(xiàn)階段大多應(yīng)用在超高層建筑和鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域.

4) 建筑垃圾.我國通常采用填埋或堆置的方式處理建筑垃圾,不僅占用了大量的土地,還造成了嚴重的環(huán)境污染,建筑垃圾處理已經(jīng)成為不能忽視的問題[13].在發(fā)達國家,對于建筑垃圾的再利用有完善的法律制度、技術(shù)標準和市場化運作體系,利用率通常在85%以上[14].我國對建筑垃圾綜合處理利用主要從減量化和資源化2方面進行,但相關(guān)研究還處在起步階段.

5) 施工技術(shù).施工技術(shù)是建筑生產(chǎn)的原動力,代表了當前科技生產(chǎn)力水平.施工技術(shù)的進步不僅可以提高工程工藝水平,還可以帶動技術(shù)變革,推動工程機械、新型材料的發(fā)展[15],同時也是施工企業(yè)的核心競爭力.隨著綠色發(fā)展理念不斷深入,施工技術(shù)也向著節(jié)能環(huán)保,低耗高效的綠色技術(shù)方向發(fā)展.

6) 建筑施工企業(yè).建筑施工企業(yè)不僅要完成好工程施工任務(wù),還要做好技術(shù)的創(chuàng)新、應(yīng)用及企業(yè)管理體系的建設(shè)[16].建筑施工企業(yè)要完善企業(yè)信用建設(shè),承擔相應(yīng)社會責任[17],也要打造企業(yè)品牌,傳播企業(yè)文化[18].建筑施工企業(yè)是連接工程項目、政府機構(gòu)、合作伙伴的重要紐帶,也是施工人員的“家”,只有穩(wěn)固好企業(yè)建設(shè),才能使人員穩(wěn)定,企業(yè)才能更好更快地發(fā)展.

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

1) 通過對CiteSpace突現(xiàn)詞的分析,了解了綠色施工研究主體變化過程和近期研究熱點分別是BIM技術(shù)、綠色節(jié)能施工技術(shù)和管理創(chuàng)新.

2) 通過對關(guān)鍵詞聚類分析、匯總得到了6個研究前沿領(lǐng)域,分別是應(yīng)用、綠色建筑、綠色施工、建筑垃圾、施工技術(shù)和建筑施工企業(yè).

3.2 建議

1) BIM技術(shù)是當前應(yīng)用較為廣泛的建筑信息技術(shù),但是BIM技術(shù)推廣過程中存在一定的障礙,如標準不統(tǒng)一、技術(shù)門檻高、成本費用高等問題.BIM技術(shù)應(yīng)結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),降低技術(shù)難度,規(guī)范統(tǒng)一技術(shù)標準,結(jié)合個人數(shù)據(jù)終端進行推廣.

2) 2019年新修訂的《綠色建筑評價標準》(GB/T50378—2019)已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平,國內(nèi)各省市也積極推出地方標準,但行業(yè)評價標準尚不完全.建立完整評價體系有利于我國高質(zhì)量綠色建筑的推廣.

3) 我國建筑垃圾資源化處理尚在初級階段.要加強對建筑垃圾危害的認識,建立建筑垃圾處理技術(shù)標準,完善法律法規(guī),積極推行市場化生產(chǎn),利用建筑垃圾這座“廢棄的資源礦山”.

4) 加強企業(yè)管理建設(shè)和推動管理創(chuàng)新.盡管技術(shù)創(chuàng)新有助于綠色施工推行,但管理的改變可以從根本上解決問題,所以企業(yè)管理和管理創(chuàng)新也是綠色施工領(lǐng)域內(nèi)要重視的問題.