中國綠色低碳建筑研究知識圖譜分析*

朱夢娟 孫瑞聰

(華北水利水電大學水利學院，河南 鄭州 450046)

0 引言

作為世界能源消耗大國，我國面臨著巨大的碳減排壓力[1]。據《中國建筑節能年度發展報告2020》統計，2018年我國建筑領域碳排放量占碳排放總量的42%[2]。因此，控制建筑領域碳排放，推進綠色低碳建筑發展，對實現我國“雙碳”目標具有重要意義。綠色建筑、低碳建筑作為解決建筑業快速發展與環境保護之間矛盾的有效途徑，對貫徹生態城鎮建設政策、轉變傳統建筑業發展模式具有重要意義。因此，從綠色低碳建筑角度分析我國建筑業發展的現狀和趨勢是合理的。

關于綠色低碳建筑研究發展情況，不同學者基于不同文獻來源進行了研究分析。例如，唐金環等[3]基于WOS數據庫分析了綠色建筑供應鏈發展趨勢及前沿動態；劉二穩等[4]以WOS為數據來源對國內外綠色建筑發展脈絡進行了分析；何清華等[5-6]分別基于SCI和SSCI文獻庫分析了綠色低碳建筑領域的研究熱點及發展態勢，基于德溫特專利數據庫分析了全球范圍內建筑業低碳技術研究熱點及前沿動態。要實現“雙碳”目標，還要基于我國建筑業的實際情況，努力發展自己的綠色低碳體系。除了要了解國際綠色低碳建筑研究現狀，還需清晰系統地了解國內綠色低碳建筑研究發展情況。本文基于中國知網(CNKI)數據庫，采用CiteSpace可視化分析軟件，對2000—2021年綠色低碳建筑方面的文獻進行定量分析及知識圖譜分析，系統梳理我國綠色低碳建筑領域的研究現狀和發展趨勢，為我國建筑業綠色低碳發展后續研究提供參考。

1 數據來源與分析方法

1.1 數據來源

為保證CiteSpace文獻定量分析結果的準確性和可靠性，將CNKI數據庫作為數據來源[7]。為保證更準確地反映綠色低碳建筑領域的研究進展及前沿動態，選擇期刊類別限定為“SCI來源期刊”“EI來源期刊”“核心期刊”和“CSSCI來源期刊”[8]。選擇主題檢索，將檢索條件確定為“建筑”和“綠色”“低碳”“減排”“碳排放”的分別組合，檢索時間跨度設置為2000—2021年。截至2021年8月29日，共檢索到4661篇文獻，通過對檢索結果進行閱讀檢查并刪除新聞報道、期刊會議征稿以及無關文獻1881篇，最終得到有效樣本文獻2780篇。

1.2 研究方法

CiteSpace是一款基于共引分析理論和尋徑網絡算法對特定領域研究文獻進行計量，以探索某學科領域的演化路徑和知識拐點，并通過可視化的知識圖譜展示該學科領域的發展趨勢和熱點動向的軟件[9]。本文采用CiteSpace軟件對樣本文獻關鍵詞、作者、機構等進行可視化分析，揭示該學科領域的演化路徑和知識關聯狀態。

2 計量分析

2.1 時間分布

2000—2021年綠色低碳建筑領域樣本文獻時間分布如圖1所示。

圖1 2000—2021年綠色低碳建筑領域樣本文獻時間分布

(1)緩慢增長階段(2000—2006年)。這一階段關于綠色低碳建筑領域研究的文章相對較少，年均發文量為37.7篇，屬于起步階段。

(2)快速增長階段(2007—2014年)。這一階段相關研究迅猛增長，年均發文量達到了166篇。從此階段發文量來看，綠色低碳建筑領域的研究與國家政策頒布密切相關，2009年哥本哈根世界氣候大會上我國作出碳減排目標承諾后，有關節能減排和綠色建筑的政策陸續出臺，使傳統建筑業綠色低碳轉型研究得到了廣泛關注，國內掀起了一股綠色低碳建筑研究的熱潮。

(3)穩定發展階段(2015—2021年)。這一階段相關發文量雖有所減少，但年均發文量仍達到169.7篇。

2.2 期刊學科分布

從發文量Top10的期刊分布(圖2)來看，樣本文獻主要分布在《建筑科學》等建筑類期刊，且期刊分布比較均衡。從期刊類別看，主要是北大核心期刊；CSSCI刊源期刊僅有《建筑學報》一種且排在第三位，《生態經濟》在2021年前屬于CSSCI期刊，《建筑經濟》中也有大量經濟、管理等社會科學類研究成果。這一方面說明社會科學類期刊也是綠色低碳建筑研究成果發表的一個重要平臺；另一方面也說明應進一步加強綠色低碳建筑的社會科學研究，提高CSSCI期刊載文量。

圖2 發文量Top10的期刊分布

從樣本文獻學科分布(圖3)來看，綠色低碳建筑領域相關文獻涉及工學、經濟學等多個學科，呈現出多學科交叉研究的特征，但學科分布上呈現出發展不均勻的趨勢，相關研究集中分布在工學、經濟學兩大學科領域，其他學科領域的研究成果相對較少，說明現階段我國學者聚焦于綠色低碳建筑工程科技問題和經濟管理問題。隨著高質量發展理念的提出，建筑行業展現出信息化、數字化、人本化的發展趨勢，未來綠色低碳建筑研究工作的開展需要打破單一學科的壁壘，融合信息科技學、社會科學等多種學科開展研究，以多視角、多學科耦合的方法進行綠色低碳建筑研究將會得到進一步加強。

圖3 樣本文獻學科分布

2.3 發文作者分析

采用CitesSpace進行作者合作網絡分析，得到如圖4所示的綠色低碳建筑領域研究作者知識圖譜。其中，王清勤、秦旋、祁神軍三名作者的網絡節點最大，說明其研究成果最多。從作者合作網絡關系來看，已初步形成三個交流合作較為密切的學術團隊：①以王清勤、程志軍、葉凌等為主的研究團隊，主要研究方向為綠色建筑評價標準、建筑節能；②以秦旋、萬欣、莫懿懿等為主的研究團隊，主要研究方向為綠色建筑項目風險管理；③以祁神軍、張云波、溫日琨等為主的研究團隊，主要研究切入點是建筑業碳排放。總體來看，雖然綠色低碳建筑領域已形成一些核心研究團隊，但各研究團隊內學者合作以“學緣”關系為主。未來應加強作者之間的學術交流，融合不同學科背景作者的專業優勢，拓展研究的深度和廣度，實現綠色低碳建筑領域研究的高質量發展。

圖4 綠色低碳建筑領域研究作者知識圖譜

2.4 發文機構分析

利用CiteSpace對相關發文機構進行分析，得到綠色低碳建筑領域研究發文機構知識圖譜，如圖5所示。從機構性質來看，綠色低碳建筑領域研究主要集中在高校和科研單位，建筑類企業等機構發文數量相對較少。為了進一步探究建筑類企業等機構發文量少的原因，在原有文獻搜索條件的基礎上，依次設置作者單位為設計院、中建七局(以設計院和中建七局為例)，檢索到文獻數量分別為105篇、3篇。若去除期刊限定，選擇全部期刊，分別檢索到文獻數量為2355篇、129篇。從檢索結果來看，在國家現有政策體制下，建筑類企業也在大力開展研究，但由于研究成果創新性相對較弱，研究深度達不到核心期刊收稿要求，樣本文獻中建筑類企業等機構文獻數量相對較少。未來應盡快提升建筑類企業等機構的專業研究能力，促進高水平學術成果的產出。從空間分布來看，綠色低碳建筑領域研究機構地域分布與我國建筑老八校分布有較大相似度，研究機構主要集中在東部地區，其次是西部與東北部地區，中部地區研究機構最少。另外，網絡密度為0.008 4，處于較低水平，說明我國綠色低碳建筑研究機構之間聯系不夠密切，各機構之間尚未形成較為完善和穩定的合作網絡，學術交流有待加強。

圖5 綠色低碳建筑領域研究發文機構知識圖譜

3 綠色低碳建筑領域研究現狀與熱點

3.1 關鍵詞共現分析

將樣本文獻導入CiteSpace軟件，得到綠色低碳建筑領域研究關鍵詞共現知識圖譜。結合關鍵詞的頻次和中心度，可為挖掘該領域研究熱點提供依據。選取前20個高頻關鍵詞進行分析，從表1可以看出除了綠色建筑、碳排放、可持續發展、建筑業、低碳等研究基礎詞，綠色施工、節能、節能減排、建筑節能、裝配式建筑、評價體系、生態、綠色建材等也是學者關注的熱點主題。

表1 綠色低碳建筑領域高頻關鍵詞

3.2 研究現狀分析

綜合綠色低碳建筑的行業特性和研究成果，可以總結為如圖6所示的框架體系。該體系包括市場維度的綠色低碳建筑建造(供給側)、綠色低碳建筑采購(需求側)和市場規范監督(政府管制政策)，也包括綠色低碳建筑的設計、施工、運行和報廢等全生命周期各階段。

圖6 綠色低碳建筑研究框架體系

3.3 研究熱點分析

基于綠色低碳建筑研究框架體系，結合關鍵詞共現分析結果，可將主要研究熱點問題概括為碳核算、低碳技術研發與評價體系構建三個方面。

3.3.1 碳核算

控制碳排放的一項重要基礎工作就是碳核算，是確定碳排放控制目標和建立綠色低碳建筑評價標準的前提基礎，所以是研究熱點之一。建筑物的碳排放主要在建筑工程施工和工程運行兩個階段。目前，我國對建筑能耗和碳排放仍缺乏統一的核算邊界，導致不同的研究學者得出的建筑總能耗有較大差異[10]。我國學者計算建筑物碳排放時較多采用IPCC排放因子清單法，在計算時由于不同研究使用的排放因子數據庫不同，最終給出的建筑物碳排放結果也會有所差異，缺乏權威性[11]。基于此，建立一套準確、權威的排放因子庫、界定統一的建筑物碳排放核算邊界是后續研究需要解決的重點問題。

3.3.2 低碳技術研發

工程建設施工是建筑碳排放的主要階段之一，其中水泥、鋼材、玻璃等建材的生產都是高耗能過程，在碳排放中占比較大。例如，水泥生產工藝過程碳排放約占建筑建造相關碳排放總量的30%[10]，減少水泥產業碳排放對降低建筑及建材行業碳排放具有重要意義。現階段，水泥行業二氧化碳減排措施主要有推廣新型干法水泥窯，采用電石渣、鋼渣等替代石灰石原料生產水泥熟料，使用城市垃圾、固體可燃廢棄物替代水泥窯燃料，低溫余熱發電技術，碳捕捉及封存技術(CCS)等。學者基于不同的減排方法展開了廣泛探討，取得了一定的研究進展，但尚有許多問題需要進一步研究，如采用電石渣、高爐礦渣等做替代原料實現大規模生產仍然具有一定局限性[12]；城市固體可燃廢棄物替代燃料的減排措施尚未得到有效應用[13]；新型干法水泥窯在經濟水平相對落后地區的推廣應用仍具有一定阻力[12]；由于我國地質儲存潛力具有較大的不確定性且捕集成本相對較高，所以現階段CCS技術未能在水泥企業中得到商業化應用[14]。除水泥、鋼材、玻璃等建筑材料方面的低碳技術研發，建筑圍護結構、能源供給和運營管理等方面也有大量技術問題需要進一步研究解決，所以建筑業低碳技術研發問題也是研究熱點之一。

3.3.3 評價體系構建

建立綠色低碳建筑評價體系，確立綠色低碳建筑評價標準，回答了什么是綠色低碳建筑和建筑的綠色低碳達成度如何的問題，是激勵和引導綠色低碳建筑發展的重要措施之一，所以也是研究熱點之一。不同于LEED(美國)、BREEAM(英國)、GBTool(加拿大)、Eco-effect(瑞典)等建筑環境評價系統，基于我國國情和研究成果，住房和城鄉建設部于2006年、2014年和2019年發布了《綠色建筑評價標準》，并在新版中設置了碳排放指標。截至2020年年底，全國綠色建筑星級標識項目達2.47萬個，建筑面積超過25.69億m2[15]，是研究成果落實到生產實踐的結果。但同時也有大量問題需要進一步解決，如在全國綠色建筑星級標識項目中，有運營標識的項目只占6%[16]。進一步分析發現，這主要與項目前期設計階段出現綠色建筑技術簡單堆砌、增量成本過高導致施工時未按圖樣設計施工、不同技術間耦合影響、使用者行為習慣等有關[17]。盲目應用綠色技術措施，雖然獲得了綠色建筑標識，但由于對綠色技術自身的適用性和經濟性考慮不足，仍會導致一些技術措施在實際運行中無法發揮節能優勢，使得綠色建筑實際運營能耗與設計期望之間存在較大差異[18]。現階段，我國綠色建筑使用后評估研究成果相對較少，且多為個案分析，缺乏對綠色建筑在運營階段實施效果的整體性能評估方法和技術手段[19]。同時，在《綠色建筑評價標準》中，有關建筑碳排放的內容僅在提高與創新指標中有所提及，且條款均是自愿執行，強制執行力不足，這會造成綠色建筑減排效果不明顯，無法實現真正的節能減排[20]。所以，如何結合五大新發展理念，建立完善的覆蓋建筑生命周期全過程的綠色低碳指標體系，確立評價標準，有力推動綠色建筑實現高質量發展，仍是綠色低碳建筑研究需要解決的重要問題之一。

4 綠色低碳建筑領域研究前沿

4.1 關鍵詞Brust分析

采用CiteSpace軟件對樣本文獻進行關鍵詞突現探測。在綠色低碳建筑領域的早期研究中，可持續發展與節能減排是學者關注與研究的重點內容。而隨著能源約束趨緊、全球氣候變暖等問題的日益加劇，有關建筑碳排放、綠色施工、綠色建筑評價標準等問題的研究成果在2010年之后大量涌現，成為綠色低碳建筑領域中期研究的主要內容。近年來在可持續發展理念的驅動下，裝配式建筑、公共建筑、海綿城市、BIM、近零能耗建筑、立體綠化等成為學者關注的熱點內容。綠色低碳建筑研究前25個突現詞見表2。

表2 綠色低碳建筑研究前25個突現詞

(續)

4.2 研究前沿分析

根據關鍵詞Brust分析結果，從綠色低碳改造和建筑碳排放權交易兩個角度對研究前沿問題展開討論。

4.2.1 綠色低碳改造

我國傳統建筑存在能耗高、能效低、規劃不合理、建設標準低、壽命短等問題，是造成建筑業碳排放居高不下的主要原因[21]。面對規模如此龐大的城鄉傳統建筑保有量，將其改造成綠色低碳建筑相比拆除重建來說，不僅能夠提高建筑物能源和資源的利用率，還能夠降低鋼鐵、水泥等建材行業碳排放的增長，減少環境污染，是當前我國建筑行業減排的重要途徑。為推進綠色改造工作順利開展，學者圍繞綠色改造收益分配、改造效果評價、融資模式、利益相關方行為策略、政府激勵機制設計、居民改造意愿等方面展開了深入探討，但尚有一些問題需要進一步研究解決：重復改造造成的浪費與改造效果不佳[22]；未能建立科學合理的收益分配機制[23]；綠色金融對建筑領域綠色化的支持力度不夠，市場化的激勵機制尚未形成[24]；居民綠色改造認知不足，改造意愿不強，未能從需求端拉動市場發展[25]；信息披露機制尚未完善，投資企業和消費者無法及時了解建筑全生命周期的“綠色信息”等[24]。

4.2.2 建筑碳排放權交易

建筑業加入碳排放權交易市場是通過市場機制落實碳減排的關鍵舉措，一方面，能為綠色低碳建筑發展提供動力；另一方面，能為綠色低碳建筑項目拓寬收益渠道[26]。長期來看，建筑碳排放權交易的實施有利于建筑企業主動參與綠色低碳發展，改善建筑業能源消費結構[6]。但目前建筑市場碳交易機制尚不完善，存在諸多制約因素，如尚未確定針對不同類型建筑物的能耗限額標準[27]，以及因排放因子庫多樣、核算邊界不同，建筑物碳排放數據的可靠性無法滿足碳交易的需求等。

5 結語

本文以CNKI數據庫中2000—2021年關于綠色低碳建筑領域研究的2780篇文獻為樣本數據，采用CiteSpace軟件對樣本文獻進行知識圖譜分析，旨在梳理出我國綠色低碳建筑領域的研究熱點及發展態勢，研究結果表明：

(1)我國綠色低碳建筑領域研究經歷了緩慢增長、快速增長和穩定發展三個階段，并且研究發展與國家戰略規劃息息相關。研究成果主要分布在建筑類期刊和部分社科類期刊上，學科分布差別較大，應加強跨學科、跨領域的交叉融合研究。

(2)研究機構主要集中在東部地區，且高校居多，建筑類企業等機構相對較少。另外，從研究人員、機構合作知識圖譜中可以發現，雖然我國綠色低碳建筑領域已經涌現出一批具有影響力的研究人員和研究機構，但尚未形成關系緊密的研究人員、研究機構合作網絡，學術交流有待進一步加強。

(3)從知識圖譜分析結果來看，碳核算、低碳技術研發與評價體系構建是研究熱點問題，綠色低碳改造與建筑碳排放權交易是學者近期關注的焦點問題。但總體來看，這些方面的研究仍有一些不足之處，如何解決這些問題是后續研究中需要重點關注的內容。隨著信息技術和新基建的快速發展，智慧城市建設已成為發展焦點，國家鄉村振興戰略也在深入推進。如何把綠色低碳建筑融入智慧城建建設和鄉村振興戰略，也是值得關注的焦點，尤其是如何在智慧城市建設中加入建筑運行期碳排放監測系統，解決只重視建筑建造階段“貼標簽”式的綠色認證而忽視建筑綠色運行的問題。