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 管理工程學院，山東 濟南250101；2.河北工業大學 經濟管理學院，天津300401）

0 引言

在不斷加速的城市化進程中，建筑業高投入、高消耗、高排放和低效率的粗放式發展方式給經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調發展，引起了世界范圍內學者的關注，形成了大量的研究成果。何清華以web of science數據庫中SCI和SSCI引文索引的591篇文獻為數據源，分析了國外數據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域。但目前尚未發現以中文數據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，系統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域的發展趨勢和研究熱點提供了數據依據，為綠色建筑的發展提供了理論參考。文章采用Citespace軟件，分析了綠色建筑領域的熱點、前沿和發展趨勢，有利于構建綠色建筑研究知識庫，為學者更快捷地了解綠色建筑研究現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數據庫收錄的中文核心期刊及行業影響較大的期刊《建筑經濟》、《建筑節能》、《工程管理學報》中的978篇中文文獻為數據源，采用Citespace軟件技術，通過軟件附帶的文獻計量方法、數據挖掘算法和信息可視化方法，呈現綠色建筑研究的知識圖譜。

1 數據來源與Citespace軟件概述

1.1 數據來源

文章數據來源于CNKI數據庫中上述期刊中收錄的文獻，數據獲取時間為2017年3月26日。關鍵詞設定為“綠色建筑“或“低碳建筑”或“可持續建筑”或“生態建筑”，時間段設定為“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、訪談及重復文獻等無效信息后，經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據。

1.2 Citespace軟件概述

2004年，陳超美開發了Citespace軟件系統，通過繪制科學技術領域發展的知識圖譜的方法，可視化地展現科學知識領域的信息全景，識別特定學科研究領域中的關鍵文獻、熱點研究和前沿方向［3］。Citespace軟件系統易于操作、一目了然并具有豐富美觀的可視化效果等優點，已廣泛應用于生命科學、生物醫學、食品、管理學、教育學等領域。

2 基于CiteSpace的綠色建筑知識圖譜分析

2.1 文獻數量時間知識圖譜分析

對有效文獻進行初步的年度統計分析，形成對綠色建筑研究領域的初步認知，有助于掌握研究所處階段和發展動態［4］。在觀察期（2000～2015年）內，國內與綠色建筑研究相關的文獻數量在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，已引起國內學術界的關注；隨后2008～2012年間文獻數量整體上呈遞增的態勢，2012年研究成果達140篇，更多的研究者進入綠色建筑研究領域，研究熱度不斷升高；2013～2014年間綠色建筑研究文獻數量急劇下跌的現象，表明對綠色建筑的研究出現了短期的縮減，可能與2013年實施的房地產調控市場化改革有關，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表數量又大幅度上升，標志著綠色建筑研究經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數據源進行期刊共被引分析，研究直接利用CNKI原始數據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，《建筑學報》、《建筑節能》、《施工技術》等期刊是載文最多的期刊；《建筑科學》、《工業建筑》、《城市發展研究》和《給水排水》等均為雙核心期刊；《建筑經濟》雖為普通期刊，但其復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計、綠色建筑施工技術到綠色建筑經濟與管理等方面，表現出了多元化發展的特點。

表1 前10位載文期刊源表

2.3 主要機構和作者知識圖譜分析

通過統計主要機構和對作者分布的分析，有助于找出綠色建筑研究領域更具有研究力量的機構和作者。在CiteSpace軟件主界面上，Node Types設置為Institution，繪制主要機構網絡聚類圖譜，如圖2所示。圖譜節點處機構名字字體越大表示機構發文量越多。結果顯示，國內綠色建筑的研究機構以高校和研究院為主，發文前3名的機構分別為中國建筑科學研究院（共21篇）、清華大學（共19篇）和天津大學（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文主陣地。圖2中主要聚類包括清華大學、重慶大學、中國建筑科學研究院和天津大學，以及規模相對較小的群組。

圖2 主要機構網絡聚類圖譜圖

在CiteSpace軟件主界面上，Node Types設置為Author，繪制主要作者網絡聚類圖譜，圖譜節點處作者名字字體越大表示作者發文量越多，如圖3所示。發文量排前幾位的作者基本來自高等院?；蜓芯吭海瑒⒓悠皆菏渴俏覈G色建筑學科的主要學術帶頭人之一，在西部低能耗與綠色建筑模式、地域性民居建筑再生與發展等方面取得了突出研究成果，建立的黃土高原綠色住區示范基地，實現了綠色建筑與自然環境的“天人合一”；柴宏祥在綠色建筑節水項目技術措施和經濟性評價方面發表一系列高水平研究成果［5-7］；秦旋在綠色全壽命周期內綠色建筑風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查分析的文獻也獲得了較高的引用量［10-11］。

圖3 作者網絡聚類圖譜圖

2.4 關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鍵詞進行分析，關鍵詞圖譜能在一定程度上展示綠色建筑研究的熱點領域，頻次較高的關鍵詞常為研究熱點問題［12］。為了提高共現詞聚類準確度，將綠色建筑評價標準（評價體系、評估體系、綠色建筑評價、評價指標體系、綠色建筑評價標準、綠色建筑評價體系）、綠色建筑激勵機制（經濟激勵、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）等同類關鍵詞進行合并，Node Type選擇為keyword，閾值設置為15后，運行軟件得到關鍵詞知識圖譜，出現頻次越高的關鍵詞在圖譜中節點越大，如圖4所示。其中，“綠色建筑”出現頻次最高，其次為“評價標準”、“可持續發展”、“建筑節能”和“綠色施工”等。

圖4 綠色建筑研究關鍵詞圖譜圖

按照關鍵詞頻次前10位排序統計，分布狀況見表2。結合關鍵詞知識譜圖可見，我國綠色建筑研究成果主要圍繞國內外綠色建筑評價、建筑節能、綠色施工、可再生能源、生態城市和綠色建筑激勵機制等方面，而結合信息化和產業化背景、綠色建筑BIM技術應用、綠色建筑與住宅產業化和裝配式建筑的研究成果較少。

表2 關鍵詞頻次排序表

2.5 突發主題知識圖譜分析

利用CiteSpace軟件提取研究文獻中的突發詞，相比于傳統的高頻關鍵詞分析，突發主題更適合探測學科發展的新興趨勢和突然變化［13］。在CiteSpace軟件界面中，f（x）值設為 3，Minimum Duration設為1，得到10個突發性共現詞，見表3。其中，年份為這個共現詞首次出現的年份；強度代表突發強度；開始時間結束時間代表突發的時間段，表明共現詞在突發時間段內成為研究熱點。

2000～2001年間可持續發展、綠色建材、生態環境等主題的出現時間較早，符合綠色建筑早期側重于綠色建筑技術、設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符合綠色建筑發展從單體建筑到綠色生態城區的轉化時期的特點，以及從政府的角度制定經濟激勵措施引導綠色建筑規模化推廣的現實；2012年綠色建筑技術研究再次成為研究熱點，成熟的綠色技術是綠色建筑的基本保證。而2012～2014年可再生能源、評價指標和增量成本成為近3年的熱點研究主題。

2.6 關鍵詞共現網絡聚類知識圖譜分析

在關鍵詞共現圖譜的基礎上，通過 Loglikelihood ratio的 p-leve算法［14］，對關鍵詞聚類進行自動標識，CiteSpace軟件將關鍵詞聚類成25類，選取其中較大的7個聚類為研究對象，如圖5所示。Modularity是網絡模塊化的評價指標，數值越大，表示網絡聚類越顯著，當Modularity＞0.3就說明網絡社團顯著，由圖5可知 Modularity網絡圖值 Q為0.7339，符合要求。Silhouette用來衡量網絡同質性的指標，越接近1，同質性越高。當 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可知網絡圖值Silhouette為0.687，滿足軟件的要求。關鍵詞共現網絡聚類詳細信息，見表4。聚類0到6包含152個至28個節點，S值在0.853～0.996之間，說明所有的聚類規模理想，主題比較明確。選擇其中前3位的關鍵詞共現聚類進行詳細分析。

表3 關鍵詞頻次排序表

圖5 綠色建筑關鍵詞共現網絡聚類圖譜圖

表4 共現詞網絡聚類表

（1）既有建造綠色改造

目前國內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使用功能有待提升等問題。有關文獻研究了既有建筑改造中技術、市場機制、綜合效益和激勵機制等方面的問題，包括對國內既有建筑改造結構與功能材料的應用及發展的分析［16］、對國內既有建筑改造市場研究及運行機制設計的分析［17］、對節能改造項目綜合效益評價研究動態的分析［18］和對既有建筑節能改造市場發展協同激勵模型及實施路徑分析［19］。李百戰針對既有建筑綠色化改造所涉及的問題提出從政策層面、環境層面、社會層面和技術層面等方面制定改造技術策略［15］；郭漢丁團隊是國內既有建筑改造研究的高產團隊，在既有建筑市場發展激勵路徑、既有建筑節能改造項目風險管理、風險共擔機理、節能改造政策有效性評價、綜合效益評價、政策法規體系構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外關注，文獻數量位居首位。自2006年我國第一部綠色建筑評價標準GB／T 50378—2006《綠色建筑評價標準》出臺，國內學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）等發達國家較為成熟的綠色建筑評價體系優點和局限性，為我國綠色建筑標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 評價標準》，之后出現新一輪綠色建筑評價的研究熱潮，包括新版《綠色建筑評價標準》縱橫比較研究［23］，應用群層次分析法和證據推理法綠色建筑評價［24］，基于博弈論與神經網絡的綠色建筑評價［25］，基于綜合評判法［26］。總體上看，采用復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）綠色生態設計與教學理念

國內自大力推行綠色建筑以來，學術領域取得了豐碩的研究成果。同樣，綠色建筑生態設計與教學也成為諸多高等院校和科研機構教學和研究的重點，成立了分別由西安建筑科技大學、山東建筑大學和天津城建大學主導的陜西省西部、山東省和天津市綠色建筑協同創新中心，集聚高等院校、科研機構、設計院和企業的優勢力量，成為綠色技術研發、示范推廣的產業基地。高等院校需要與時俱進地完善可操作性強的綠色建筑設計理論與方法，培養符合時代要求的綠色建筑領域專業人才。研究成果包括基于BIM信息化技術合理制定綠色建筑技術的教學目標，將“綠色”措施融入到專業課程中［27］；探討綠色建筑設計教學模式，提出以整體設計、專業融合為核心的“并行式”的綠色建筑設計教學實踐，培養綠色建筑設計人才［28］；湖北工業大學成立綠色建筑虛擬仿真實驗教學中心，研究團隊構建綠色建筑虛擬仿真實驗框架，從教學內容、平臺、共享機制和管理機制4個方面發揮虛擬仿真中心實驗教學和科研的作用［29］。

（4）住宅產業化，成本效益預測

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

（5）綠色施工和節能減排

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，大型施工企業在《施工技術》發表了大量綠色施工的論文，多偏向于工程項目實踐研究。

在經濟發展新常態和供給側改革不斷深化的背景下，政府承擔節能減排和溫室氣體釋放降低的社會責任。如何引導開發商供應綠色住宅，抑制高污染、高能耗和高排放的低端建筑產品供應，推動我國建筑行業可持續健康發展，將成為房地產綠色轉型的一個重要方向。

（6）績效綜合評價

在綠色建筑全壽命周期內，應重視運營階段的經濟效益、環境效益和社會效益，培訓并組建專業化的綠色建筑物業管理團隊，去除消費者對綠色建筑產品效益后驗性的顧慮，引導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 結論

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

（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出從單一的綠色建筑技術、綠色建筑施工技術研究演變為多維度多視角交叉融合的研究趨勢；

（2）通過關鍵詞和研究熱點、突發主題分析及關鍵詞共現網絡聚類知識圖譜分析得知，我國現階段綠色建筑研究包含既有建筑綠色改造、綠色建筑評價、綠色建筑設計與教學模式、住宅產業化、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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