2003—2018年國內建筑室內照明研究特征與趨勢
——基于Citespace的可視化分析

馬秀峰，馬俊榕，王立雄，于 娟

(天津大學建筑學院，天津 300072)

引言

近年來，建筑室內照明領域相關研究成果不斷涌現(xiàn)，研究人員從建筑化照明、健康照明、藍光危害、工作學習效率、LED非視覺效應、照明設計等方面對建筑室內照明進行了深入研究[1-7]。然而，對于國內近幾十年來建筑室內照明的相關研究，目前缺乏系統(tǒng)性的歸納。本文將針對2003—2018年這15年間建筑室內照明研究的研究成果，借助Citespace可視化分析軟件，總結建筑室內照明領域研究的特征，并對該領域未來研究的趨勢進行探究。

1 研究方法與樣本提取

1)研究方法。傳統(tǒng)文獻綜述通過人工閱覽后梳理，伴隨文獻量的增加出現(xiàn)工作量大且效率不高的問題。本文以Citespace作為引文可視化分析軟件，通過運算得出的知識圖譜，將應用數(shù)學、信息科學、計算機科學等學科的理論與方法與文獻計量中的引文分析、共現(xiàn)分析等方法相結合，運算出可視化圖譜用于室內照明領域的學科分析[8]。

2)樣本提取。本文選取CNKI中國學術期刊網絡出版總庫的來源期刊，設置檢索時間期限為2003年至2018年，以“建筑”并且“室內照明”為主題搜索，共檢索到1 650篇中文期刊論文(檢索時間為2019年11月15日)，去除會議通知、征稿啟事、新聞報道、人物訪談、論壇發(fā)言、時事評論、綜述等無效文章[9]，最終得到1 437篇有效文獻。將檢索文獻名稱以Refworks格式導出并用Citespace轉換格式，再將文獻導入Citespace進行科學知識圖譜分析，設置時區(qū)分割為1年。

2 可視化分析結果

2.1 合理性檢測

Citespace可視化軟件的兩個參數(shù)值可以評判知識圖譜的正確性，分別是模塊參數(shù)Q(ModularityQ)和平均輪廓值S(Mean Silhouette)。其中Q值越大，說明劃分聚類出來的結構越清晰顯著。在(0，1)區(qū)間內，當Q值>0.3時，說明劃分出來的結構是清晰顯著的，具有可信價值；當S值>0.5時，聚類一般認為是合理的[10]。本次聚類結果的Q值為0.5638，S值為0.5487，因此可以認為此次聚類運算結果合理有效。

2.2 主題及關鍵詞共現(xiàn)共被引分析

可視化軟件運算后，得到建筑室內照明研究關鍵詞共現(xiàn)共被引圖譜。運算后N=286，E=1 014，表示關鍵詞共現(xiàn)圖譜共生成286個主題節(jié)點，共有1 014條連接線。所有節(jié)點標注全部顯示后，標注項將嚴重重合，無法獲取信息，因此過濾掉共現(xiàn)頻率較低的節(jié)點標注，優(yōu)化后導出共現(xiàn)圖譜如圖1所示。節(jié)點的大小代表關鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)，節(jié)點直徑越大，表示次數(shù)越多[11]。節(jié)點與節(jié)點的連線粗細代表了的該節(jié)點之間的共現(xiàn)頻率，顏色代表了不同的時間年代區(qū)域。關鍵詞的共現(xiàn)次數(shù)越多，表明在此時間段內熱度越高。

圖1 2003—2018年國內室內照明理論研究關鍵詞共被引網絡圖譜Fig.1 Key words co-citation network Atlas of domestic indoor lighting theory research from 2003 to 2018

從節(jié)點尺度可以看出，“室內照明”、“室內設計”、“照明”、“LED”、“燈光設計”等關鍵詞節(jié)點直徑較大，共現(xiàn)頻率較高，證明2003—2018年這15年間，這些關鍵詞是建筑室內照明領域的研究熱點及主題，這表明在這個時間段內，學者對建筑室內照明的基礎理論和設計較關注[12]。從節(jié)點之間連線狀態(tài)可以看出，節(jié)點與節(jié)點之間都有連接線，且連接線比較復雜豐富，這表明室內照明研究領域基本形成基礎研究構架，且研究熱點之間存在緊密聯(lián)系。從時間節(jié)點可以看出，2003—2006年“室內空間”、“燈具”、“顯色性”、“色溫”、“故障點”、“天然采光”、“白熾燈”等關鍵詞出現(xiàn)頻率較高，表明這一階段對燈具參數(shù)及其影響因素的基礎研究較廣[13]，這是因為該階段中國白熾燈年產量為1億只以上大型企業(yè)約有10家，占行業(yè)總產量的70%以上，影響力較大，同時對白熾燈的色溫、顯色性研究較多[14]；2006—2012年“裝飾”、“藝術照明”、“空間氛圍”、“控制系統(tǒng)”、“智能控制”、“LED”、“Zigbee”、“半導體照明”等關鍵詞共現(xiàn)性較強，這表明學者在此時間階段注重室內空間環(huán)境的氛圍營造，對于照明控制系統(tǒng)有較多研究成果，同時對LED新產品研究較多[15]。2012年至今，“辦公建筑”、“酒店設計”、“圖書館”、“智能家居”、“人性化設計”、“可持續(xù)發(fā)展”等關鍵詞出現(xiàn)較多，表明建筑室內照明研究區(qū)分不同建筑類型，同時對智慧照明、健康照明[16]、綠色照明領域的關注度較高，這與人們關注環(huán)境、注重健康、人本理念滲透有關。

2.3 關鍵詞突發(fā)性探測分析

關鍵詞突現(xiàn)度能夠反映一段時間內影響力比較大的研究領域。在Citespace軟件運算分析2003—2018年建筑室內照明相關文獻后，得到前33個突現(xiàn)詞，由圖2可以看出，2006年以前的突現(xiàn)詞有“眩光”、“燈具”、“人工光源”、“藝術”、“光線”、“照明質量”、“光源”、“環(huán)境”、“住宅”，從突現(xiàn)詞可以看出該階段以光源、燈具、控制眩光等照明基礎領域研究為主[17]；2006年至2012年階段的主要突現(xiàn)詞有“設計師”、“模糊控制”、“LED”、“照明產品”、“半導體照明”、“LED照明”、“節(jié)能燈”、“照明設計師”、“Zigbee”、“室內照明”，可以看出，該階段對LED光源、新產品的研究較多[18]。2012年后的突現(xiàn)詞有“自然光”、“智能照明”、“燈光設計”、“可見光通信”、“辦公建筑”、“智能家居”、“綠色建筑”、“室內光環(huán)境”、“室內設計”，表明該階段注重智能家居、智能照明[19]、綠色建筑等方面的研究。

圖2 2003—2018年建筑室內照明領域前33位突現(xiàn)關鍵詞Fig.2 Keywords of indoor lighting with the strongest citation bursts from 2003 to 2018

從突現(xiàn)程度可以發(fā)現(xiàn)，“LED”的突現(xiàn)程度最高，突現(xiàn)度為14.4996，表明LED在室內照明研究中具有重大的研究意義[20]，這與高效藍色發(fā)光二極管(LED)榮獲諾貝爾物理學獎有關[21]；“室內設計”、“綠色建筑”、“照明產品”、“半導體照明”、“室內照明”、“智能照明”[22]等關鍵詞的突現(xiàn)度都超過了4，表明這些主題是該階段的研究前沿。從衰退周期上看，“環(huán)境”的衰退周期為7年，“眩光”、“光線”[23]、“LED照明”、“智能照明”的衰退周期為6年，這些關鍵詞的衰退周期較長，表明其對室內照明領域的影響時間較長。

3 建筑室內照明研究趨勢分析

根據(jù)2003—2018年建筑室內照明領域的研究情況，結合2015—2018年的研究主題共現(xiàn)圖譜(圖3)，未來建筑室內照明研究應重視以下方面。

1)強化ZigBee、BIM技術、脈沖寬度調制等技術和照明新產品的研究。通過圖1～圖3可以看出，在LED光源出現(xiàn)后，該關鍵詞的突現(xiàn)度為14.499 6，照明領域出現(xiàn)了快速的發(fā)展；2014年ZigBee推出了3.0標準[24]，重新定義設備的命令和功能，使相關技術研究成為新熱點；同時BIM技術[25]、DIALux模擬軟件[26]、脈沖寬度調制技術等也為建筑室內照明領域注入了新動力。

圖3 2015—2018年建筑室內照明主題共現(xiàn)圖譜Fig.3 Topic co-occurrence map of indoor lighting from 2015 to 2018

2)重視健康照明、人性化設計[27]、熱舒適性應用于照明設計的措施。從2015—2018年的關鍵詞出現(xiàn)頻次可以看出，對于視覺舒適度、人體健康指數(shù)等方面的關注度不斷提高，這與人的需求提高具有一定的關聯(lián)，同時與司辰視覺[28]的發(fā)現(xiàn)、非視覺效應的研究、光對生理節(jié)律的影響有關。此前室內照明的功能性受到較多的關注，而目前對于人體健康、主觀評價與感受的關注度很高。

4 結語

通過Citespace軟件對建筑室內照明研究的相關文獻進行了共引分析、共詞分析、聚類分析[29]，分析結果如下：第一，室內照明研究內容由單一向多元發(fā)展。室內照明除了基礎理論研究，還有對照明質量、照明產品、智能照明、人性化照明、照明建筑技術[30]等方面的研究。第二，基于LED光源的新產品新技術對室內照明領域產生了深遠影響。LED光源具有體積小、壽命長、可控性好、散熱少等諸多優(yōu)點，為解決很多照明技術問題提供了諸多可能性。第三，室內照明研究價值由技術向人文轉變。從最初的照明設計、控制系統(tǒng)、亮度分布等技術性問題的解決，到功率密度、照明能耗[31]、綠色照明等領域的探究，再到人性化設計、健康照明等主題的研究，建筑室內照明研究逐步將人的感知、人性化設計[32]、主觀評價等作為研究重點。